電動力學(xué)七二高速運(yùn)動帶電粒子輻射 (2)_第1頁
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文檔簡介

1、2 高速運(yùn)動帶電粒子的輻射在電子加速器和其他高能粒子加速器中，帶電粒子的速度都非常接近于光速。在宇宙空間中也存在著大量高速運(yùn)動的帶電粒子。因此，研究vc情形下高速運(yùn)動帶電粒子的輻射具有重要的實(shí)際意義。1能流1高速運(yùn)動帶電粒子的輻射功率和角分布用觀察時間時間t計算的單位時間內(nèi)垂直通過單位截面的電磁能量2觀察時間 t+R/c: 以P1為球心R為半徑的球面觀察時間 t+dt: 以P2為球心R-cdt為半徑的球面t t+dt: 兩球面之間3在t單位時間內(nèi)的輻射功率輻射功率的角分布為4令為n與v的夾角。當(dāng) v c時，因子 1-vn/c= 1-(v/c)cos 在0方向變得很小，因此輻射能量強(qiáng)烈地集中于朝

2、前方向。當(dāng)v/c 1和0時因子 1-(v/c)cos可寫為高速運(yùn)動帶電粒子輻射角分布的特點(diǎn):5角分布因子為不管加速度方向如何，輻射能量主要集中于沿v方向錐角為 的射束之內(nèi)。v愈接近于c時這效應(yīng)愈顯著。例如能量為500MeV的電子，它的值103，因此，當(dāng)它受到加速時激發(fā)的輻射集中于103弧度之內(nèi)。6 2 情形7輻射能流為式中為n與v的夾角。輻射角分布為輻射角分布與低速情形相比8輻射功率由于粒子速度不能超過光速，所以當(dāng)vc時，在一定作用力下，加速度 的值變得很小。可用粒子所受的力F來表出輻射功率。得輻射功率在一定作用力下，直線運(yùn)動粒子的輻射功率與粒子能量無關(guān)。在 情形，由相對論力學(xué)方程9設(shè)在時刻 t粒子的瞬時速度v沿z軸，加速度 沿x軸。設(shè)er與v的夾角為，有 ervvcos ，3 情形10輻射角分布11目前有兩種類型的電子加速器，一類是直線型的，另一類是圓周型的。以上結(jié)果對電子加速器有重要意義。在后一類電子加速器中，用一定電磁作用力使電子加速時，電子由于受到加速而產(chǎn)生輻射，輻射功率與電子能量平方成正比。電子能量愈高，輻射損耗就愈大。當(dāng)輻射損耗等于加速器所提供的功率時，電子就不再受到加速。直線型加速器由于輻射損耗與電子

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