Циклотронне випромінювання

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Циклотронне випромінювання — випромінювання електромагнітних хвиль нерелятивістськими зарядженими частинками, що рухаються по колу. Аналогічне випромінювання релятивістських частинок називається синхротронним.

Циклотронне випромінювання виникає здебільшого при русі зарядженої частинки в магнітному полі. В такому випадку його називають також магнітногальмівним. В однорідному магнітному полі класична заряджена частинка, наприклад, електрон рухається вздовж гвинтової лінії, вісь якої направлена вздовж силових ліній магнітного поля. В площині, перпендикулярній осі силовим лініям поля, частинка описує коло, обертаючись із так званою циклотронною частотою[1]

 \omega_H = \frac{eB}{mc} ,

де  e  — електричний заряд,  B  — магнітна індукція,  m  — маса частинки,  c  — швидкість світла.

Оскільки при такому русі частинка має прискорення, вона випромінює електромагнітні хвилі, які називають циклотронним випромінюванням. Спектр циклотронного випромінювання лінійчастий з основним піком на циклотронній частоті й обертонами на кратних частотах.

Загальна інтенсивність магнітогальмівного випромінювання при русі зарядженої частинки по колу в магнітному полі дається формулою[2]

 I = \frac{2e^4 B^2 v^2}{3m^2c^5 (1 - v^2/c^2)} \approx \frac{4e^4 B^2 E}{3m^3c^5} ,

де  I  — інтенсивність,  e  — електричний заряд частинки,  m  — її маса,  v  — швидкість,  E  — енергія,  B  — магнітна індукція,  c  — швидкість світла.

Назва циклотронне випромінювання походить від циклотронів, в яких це випромінювання призводить до втрат зарядженими частинками енергії, тобто є небажаним ефектом. Крім прискорювачів, циклотронне випромінювання виникає також у плазмі в магнітному полі, зокрема в плазмі астрономічних об'єктів.

Виноски[ред.ред. код]

  1. Формули на цій сторінці записані в системі СГС (СГСГ). Для перетворення в систему СІ дивись Правила переводу формул із системи СГС в систему СІ.
  2. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. (1974). Теоретическая физика. т. ІІ. Теория поля. Москва: Наука. 


Фізика Це незавершена стаття з фізики.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.