efekt Cottona - charakterystyczne zmiany w dyspersji skręcalności optycznej lub dichroizmu kołowego w pobliżu pasma absorpcji substancji, które w pewnych warunkach pozwalają otrzymać światło spolaryzowane eliptycznie. Polaryzacja eliptyczna jest ogólniejszym przypadkiem polaryzacji kołowej.

Zjawisko to zostało odkryte w 1895 roku przez francuskiego fizyka Aimé Cottona. Badając aktywność optyczną roztworów winianu potasowo-chromowego, Cotton stwierdził nienormalną skręcalność w zakresie barwności tego związku. W pobliżu pasma absorpcji wzrastała ona do maksimum, następnie spadała do zera w zakresie pasma w wreszcie wzrastała do nowego maksimum w kierunku przeciwnym. Stwierdził również, że substancje optycznie czynne pochaniają światło spolaryzowane kołowo w prawo i spolaryzowane kołowo w lewo w niejednakowym stopniu. Jest to tzw. efekt Cottona.

W rezultacie światło spolaryzowane płasko (złożone według Fresnela z dwóch wiązek spolaryzowanych kołowo w lewo i w prawo) zmienia się podczas przechodzenia przez substancję barwną na światło spolaryzowanego eliptycznie. Zjawisko to nazwano dichroizmem kołowym.

W. Natanson znalazł drogą matematyczną regułę określającą znak skręcalności: po długofalowej stronie pasma absorpcji znak skręcalności eliptycznej jest taki sam jak znak skręcalności zwykłej, podczas gdy po krótkofalowej stronie pasma absorpcji znaki te są różne.

Fotokomórka próżniowa, fotodioda próżniowa – rodzaj lampy elektronowej przeznaczony do wykrywania i pomiaru natężenia światła. Jej zasada działania jest oparta ozjawisko fotoelektryczne zewnętrzne. Może być elementem przyrządu pomiarowego.

Podstawowym elementem fotodiody jest fotokatoda emitująca elektrony pod wpływem padającego na nią promieniowania. W zależności od materiału z którego wykonana jest fotokatoda i bańka lampy zakres czułości rozciąga się od bliskiej podczerwieni do nadfioletu i wyżej. Fotokatoda jest wykonywana w postaci blaszki metalowej umieszczonej wewnątrz bańki i pokrytej materiałem tworzącym fotokatodę lub może być napylona bezpośrednio na wewnętrzną powierzchnię bańki.

Anoda ma postać cienkiego pręta lub pętli z drutu i powinna być jak najmniejsza, aby nie zasłaniała fotokatody. Ponieważ prądy płynące w lampie są znikome, moc wydzielająca się na anodzie jest również znikoma i jej wielkość nie ma praktycznie znaczenia.

Przy braku oświetlenia przez lampę płynie tzw. prąd ciemny o wartości na ogół kilku – kilkunastu nA (nanoamperów) wynikający głównie z niedoskonałości izolacji pomiędzy anodą a katodą, szczątkowej termoemisji, promieniowania jonizującego itp..

Fotodioda próżniowa jest elementem o niewielkiej czułości – osiągane czułości są rzędu kilkudziesięciu µA/lm (mikroamperów na lumen); prądy płynące przez fotodiodę osiągają wartości kilkudziesięciu mikroamperów, a używane napięcia anoda-katoda są rzędu kilkudziesięciu woltów.

Spotyka się również fotokomórki wypełnione gazem szlachetnym (argonem) pod niskim ciśnieniem. Elektrony wybite z katody powodują jonizację gazu, prowadząc do znacznego zwiększenia prądu (5 do 12 razy).

Do zalet fotodiody próżniowej należy bardzo krótki czas reakcji rzędu 10 ns (nanosekund) oraz duża dynamika (stosunek maksymalnego do minimalnego użytecznego sygnału) – rzędu kilkudziesięciu dB (decybeli). Głównym czynnikiem ograniczającym czułość są szumy generowane przez oporność obciążenia.

Fotopowielacz - rodzaj lampy próżniowej, detektor światła, stanowi rozwinięcie fotodiody próżniowej o powielacz elektronowy. Podobnie jak fotodioda zawiera fotokatodę i anodę, jednak pomiędzy nimi znajduje się powielacz elektronów zawierający co najmniej jeden stopień wzmacniający w postaci katody wtórnej nazywaną w powielaczach dynodą. Elektronwyemitowany z fotokatody pada najpierw na dynodę, gdzie wybija elektrony wtórne które są następnie przyciągane przez anodę lub następną dynodę. W typowych lampach jedna dynoda daje trzy lub czterokrotne powielenie, a ilość stopni powielających wynosi od kilku do kilkunastu.

Dzięki takiej konstrukcji fotopowielacze osiągają bardzo duże czułości, rzędu 1000 A/lm (amperów na lumen) przy znikomychszumach - powielanie elektronów na dynodach daje wzmocnienie praktycznie bezszumne. Uzyskuje się dzięki temu znacznie lepszy stosunek sygnału do szumu niż w fotodiodzie ze wzmacniaczem o takim samym wzmocnieniu. Ponieważ fotopowielacz jest elementem całkowicie elektronowym, jest bardzo szybki, jego czasy reakcji są rzędu kilkudziesięciu nanosekund. Czułość fotopowielacza jest limitowana głównie prądem ciemnym, dzięki 'bezszumnemu' wzmocnieniu szumy praktycznie nie przeszkadzają.

Do wad fotopowielacza należy przede wszystkim konieczność stosowania wysokich napięć zasilających - jedna dynoda potrzebuje około 150 V (woltów), co oznacza, że cały fotopowielacz potrzebuje do kilku tysięcy woltów. Wzmocnienie fotopowielacza dość silnie zależy od tego napięcia co pozwala na prostą i wygodną metodę jego regulacji poprzez zmianę napięcia zasilającego.

Dzięki swoim zaletom fotopowielacze często znajdują zastosowanie w aparaturze pomiarowej, telekinach, czy spektrometrach. Są też stosowane wskanerach bębnowych, dzięki czemu skanery te mają bardzo dobrą czułość i radzą sobie z ciemnymi częściami skanowanego materiału znacznie lepiej niż skanery z matrycami CCD.

Licznik scyntylacyjny – detektor promieniowania jonizującego. Podstawą działania jest zjawisko scyntylacji, zachodzące w niektórych substancjach pod wpływem bombardowania ich cząstkami naładowanymi: podczas przechodzenia przez scyntylator cząstki jonizującej wytwarzane są jony i elektrony, które z kolei są źródłem emisji fotonów, obserwowanych w postaci błysków świetlnych. Ogromny rozwój techniki liczników scyntylacyjnych wiąże się z rozwojem technologii produkcji odpowiednich do tych celów scyntylatorów, nie pochłaniających swego promieniowania "własnego".

Akt oddziaływania cząsteczki lub kwantu promieniowania jądrowego, będący warunkiem detekcji promieniowania, następuje w scyntylatorze. Zachodzi w nim przetwarzanie części energii promieniowania na energię świetlną. Wiązka kwantów świetlnych prowadzona światłowodem dociera do fotokatody fotopowielacza, i zostaje zaabsorbowana w materiale fotokatody, wybijając z niej fotoelektrony. Fotoelektrony kierowane są na pierwszą dynodę fotopowielacza i wyzwalają z niej elektrony emisji wtórnej. Kolejne dynody dołączone są do coraz wyższego potencjału, toteż elektrony ulegają przyspieszeniu w polu elektrycznym. Obecnie detektory scyntylacyjne są budowane w postaci sond składających się:

• kryształu scyntylacyjnego,

• fotokatody,

• fotopowielacza,

• przedwzmacniacza wraz z dyskryminatorem.

Najczęściej wykorzystywanymi kryształami do tych detektorów jest NaI(Tl) (jodek sodu aktywowany talem), natomiast najstarszym znanym scyntylatorem jest ZnS (siarczek cynku), który w początkowym okresie służył również do pokrywania ekranów lamp kineskopowych. Ze względu na znaczne wzmocnienie sygnału, pewność działania (w tym odporność na wysokie temperatury nawet do 120 °C) wykorzystywane są często w badaniach wykorzystujących techniki jądrowe (np. geofizyka, badanie procesów przemysłowych metodami izotopowymi). Istotną wadą liczników scyntylacyjnych z kryształami scyntylatorów nieorganicznych jest ich możliwość stosowania dla energii promieniowania gamma dopiero od linii ameryku ²⁴¹Am (59.5 keV). Przy czym widmo takiego licznika składa się zazwyczaj z:

• tzw. ogona komptonowskiego (związany z rozpraszaniem komptonowskim absorbowanego promieniowania),

• główny pik absorpcji,

• w przypadku emisji przez źródło kilku linii promieniowania gamma, pik sumacyjny.

Przy wykorzystywaniu sond scyntylacyjnych należy zwrócić uwagę również na temperaturę pracy, gdyż widmo licznika przesuwa się (pływa) oraz na starzenie się kryształów związane głównie z uszkodzeniami radiacyjnymi.

Licznik proporcjonalny – gazowy detektor promieniowania jonizującego pracujący w zakresie napięć, dla których występuje zjawisko wzmocnienia gazowego, czyli proporcjonalnego wzrostu ładunku docierającego do elektrody względem ładunku jonizacji pierwotnej. Zjawisko to występuje wokół anody wykonanej z cienkiego napiętego drutu, wokół którego wytwarzane jest silne pole elektryczne.Elektrony przyspieszane w polu elektrycznym osiągają energię wystarczającą do wywołania jonizacji wtórnej. Jeden elektron powoduje powstanie lawiny elektronów wtórnych, jonów dodatnich i pewnej liczby wzbudzonych atomów i cząsteczek. Maksymalna wartość współczynnika wzmocnienia zależy od właściwości gazu oraz od gęstości jonizacji pierwotnej, dla cząstek α jest to między 10² a 10⁴. W przypadku pojedynczych elektronów osiąga się wzmocnienia rzędu 10⁶.

Aktywacja neutronowa – proces, w którym promieniowanie neutronowe indukuje radioaktywność w materiałach.

Zachodzi, gdy jądra atomowe przechwytują swobodne neutrony, stając się cięższymi i wzbudzonymi. Wzbudzone jądra często ulegają natychmiastowemu rozpadowi emitując cząstki takie, jak neutrony,protony lub cząstki alfa. Wychwyt neutronu, nawet po natychmiastowym rozpadzie, często powoduje powstanie niestabilnych produktów aktywacji. Takie jądra radioaktywne mogą wykazywać czas połowicznego rozpadu w zakresie od ułamków sekundy aż do wielu lat.

Aktywacja neutronowa przeprowadzana jest w reaktorach atomowych.

Aktywacja neutronowa jest wykorzystywana do wytwarzania izotopów promieniotwórczych, w tym kobaltu 60. Prowadzone są badania nad przyspieszeniem rozkładu niektórych radioaktywnych izotopów, zawartych w odpadach po przetwarzaniu wypracowanego paliwa jądrowego (Cykl paliwowy).