Der Cerenkov-Zähler nutzt den Cerenkov-Effekt um Teilchen zu bestimmen. Grundlage hierfür ist, dass die Lichtgeschwindigkeit in Materie cM mit dem Brechungsindex n
beträgt. Da der Brechungsindex n immer größer ist als eins, ist die Lichtgeschwindigkeit in einem Medium cM immer kleiner als die Lichtgeschwindigkeit c im Vakuum. Ein geladenes Teilchen, welches sich durch ein dielektrisches Medium bewegt, emittiert elektromagnetische Strahlung. Die entstehenden elektromagnetischen Wellen überlagern sich unter einem bestimmten Winkel konstruktiv, wenn sich das geladenen Teilchen mit einer Geschwindigkeit v < cM durchs Medium bewegt. So entsteht ähnlich zu einer Stoßwelle bei einem Überschallflugzeug eine Lichtfront.
Abb.1. Prinzip des Cerenkov-Effekts
Der Winkel unter dem diese Lichtfront abgestrahlt wird ist für die Geschwindigkeit des geladenen Teilchens charakteristisch. Der Winkel wird der Cerenkov-Winkel Θ genannt. Aus geometrischen Überlegungen ergibt sich für ihn:
Durch die Bestimmung des Cerenkov-Winkels, kann so die Geschwindigkeit des eingefallenen geladenen Teilchen bestimmt werden.