Тормозное излучение

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Тормозные излучение электронов высоких энергий, отклоняющихся в электрическом поле атомного ядра
Тормозное сечение излучения фотона с энергией 30 кэВ электрона при столкновении с протоном.

Тормозное излучение — электромагнитное излучение, испускаемое заряженной частицей при её рассеянии (торможении) в электрическом поле. Иногда в понятие «тормозное излучение» включают также излучение релятивистских заряженных частиц, движущихся в макроскопических магнитных поляхускорителях, в космическом пространстве), и называют его магнитотормозным; однако более употребительным в этом случае является термин «синхротронное излучение».

Согласно классической электродинамике, которая достаточно хорошо описывает основные закономерности тормозного излучения, его интенсивность пропорциональна квадрату ускорения заряженной частицы. Так как ускорение обратно пропорционально массе m частицы, то в одном и том же поле тормозное излучение легчайшей заряженной частицы — электрона будет, например, в миллионы раз мощнее излучения протона. Поэтому чаще всего наблюдается и практически используется тормозное излучение, возникающее при рассеянии электронов на электростатическом поле атомных ядер и электронов; такова, в частности, природа рентгеновских лучей в рентгеновских трубках и гамма-излучения, испускаемого быстрыми электронами при прохождении через вещество.

Причиной значительного тормозного излучения может быть тепловое движение в горячей разреженной плазме[1]. Элементарные акты тормозного излучения, называются в этом случае тепловым, обусловлены столкновениями заряженных частиц, из которых состоит плазма. Мощность тормозного излучения полностью ионизированной плазмы есть

Q=1,5*10^{-27}n_{e}n_{i}Z^{2}\sqrt{T_{e}},

где Q - мощность в эрг/сек, Z - порядковый номер элемента, T_{e} - температура электронной плазмы[2]. Например, один литр водородной плазмы с электронной тепературой 10^{8} и концентрацией электронов 10^{16} {cm}^{-3} будет излучать рентгеновское излучение мощностью около 150 кВт[2]. Космическое рентгеновское излучение, наблюдение которого стало возможным с появлением искусственных спутников Земли, частично является, по-видимому, тепловым тормозным излучением. Тормозное рентгеновское и гамма-излучение широко применяются в технике, медицине, в исследованиях по биологии, химии и физике.

Примечания[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]

  • Арцимович Л. А. Элементарная физика плазмы. — 3-е изд. — М.: Атомиздат, 1969. — 189 с.