СИНХРОТРОННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

СИНХРОТРОННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ, магнитотормозное излучение, излучение электромагнитных волн заряженными частицами, движущимися с релятивистскими скоростями в магнитном поле. Излучение обусловлено ускорением, связанным с искривлением траекторий частиц в магнитном поле.

Аналогичное излучение нерелятивистских частиц, движущихся по круговым или спиральным траекториям, наз. циклотронным излучением; оно происходит на основной гиромагнитной частоте и её первых гармониках.

С увеличением скорости частицы роль высоких гармоник возрастает; при приближении к релятивистскому пределу излучение в области наиболее интенсивных высоких гармоник обладает практически непрерывным спектром и сосредоточено в направлении мгновенной скорости в узком конусе с углом раствора ф(фи)~тс²/Е, где т и Е -масса и энергия частицы, с - скорость света в вакууме.

Полная мощность излучения частицы с энергией Е>>mс² равна:

где е - заряд частицы, HI - составляющая магнитного поля, перпендикулярная скорости частицы. Сильная зависимость излучаемой мощности от массы частицы делает С. и. наиболее существенным для лёгких частиц - электронов и позитронов. Спектральное (по частоте v) распределение излучаемой мощности определяется выражением:

где v_c = (3eHi/4 пmc)(E/mc²)², а К⁵/з(г(эта))-цилиндрическая функция второго рода мнимого аргумента. График функции

представлен на рис.

Характерная частота, на к-рую приходится максимум в спектре излучения частицы, равна (в гц):

Излучение отдельной частицы в общем случае эллиптически поляризовано с большой осью эллипса поляризации, расположенной перпендикулярно видимой проекции магнитного поля. Степень эллиптичности и направление вращения электрич. вектора зависят от направления наблюдения по отношению к конусу, описываемому вектором скорости частицы вокруг направления магнитного поля. Для направлений наблюдения, лежащих на этом конусе, поляризация линейная.

С. и. первоначально наблюдалось от электронов в циклич. ускорителях, в частности в синхротроне, откуда оно и получило название. Потери энергии на С. п., а также связанные с С. и. квантовые эффекты в движении частиц необходимо учитывать при конструировании циклич. ускорителей электронов высокой энергии. С. и. циклич. ускорителей электронов используется для получения интенсивных пучков поляризованного электромагнитного излучения в ультрафиолетовой области спектра и в области "мягкого" рентгеновского излучения; пучки рентгеновского С. и. применяются, в частности, в рентгеновском структурном анализе.

Большой интерес представляет С. и. космич. объектов, в частности нетепловой радиофон Галактики, нетепловое радио-и оптич. излучение дискретных источников (сверхновых звёзд, пульсаров, квазаров, радиогалактик). Синхротронная природа этих излучений подтверждается особенностями их спектра и поляризации. Согласно совр. представлениям, релятивистские электроны, входящие в состав космических лучей, дают С. и. в космич. магнитных полях в радио-, оптическом, а возможно, и в рентгеновском диапазонах. Измерения спектральной интенсивности и поляризации космич. С. и. позволяют получить информацию о концентрации и энергетич. спектре релятивистских электронов, величине и направлении магнитного поля в удалённых частях Вселенной.

С. И. Сътоватский.

Смотреть больше слов в «Большой советской энциклопедии»

СИНХРОФАЗОТРОН →← СИНХРОТРОН

СИНХРОТРОННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

Смотреть что такое СИНХРОТРОННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ в других словарях:

Рекомендуем посмотреть: