Файл: 1.LEC IN RUS.pdf

Удельные потери на черенковское излучение 

Согласно формуле Тамма-Франка число фотонов 
в области видимого света 

N

, излучаемых 

частицей с зарядом 

z

на 1 см  

пути, составляет около 

N≈500·z

2

·sin

2

θ  

фотоны 

летят в конусе с раствором 

2·θ  

Потери энергии составляют 
малую долю от энергии 
налетающей частицы.  

500 1

500





 















чер

dE

dN

эВ

E

эВ

dx

dx

см

Удельные ионизационные 
потерями в воде (1/см) 

2

2















H O

dE

МэВ

dx

см

Отношение потерь энергии 

4

2

6

500

/

2 10

2 10 %

2 10

/















 

 



















чер

иониз

эВ см

dE

dE

dx

dx

эВ см

Синхротронное излучение 

Равномерное вращение 
электрона по окружности 
создает равномерное 
излучение вдоль орбиты по 
касательной в небольшом 
угловом растворе углов:  

2

2

1











e

e

m c

E

Например, для энергии электрона 

E

e 

=100 МэВ 

значение  

0, 5

1

57

100

4



 





  

 

МэВ

МэВ

В накопителях получают узкий с высокой плотностью поток 
излучения на уровне 

10

15

 фотон/сек/мм

2

/мрад  

Характерная частота синхротронного излучения    

ω

c

≈ω

0

·γ

3 

циклотронная частота   

Для релятивистских энергий электронов частота синхротронного 
излучения на несколько порядков выше циклотронной частоты. 

0







e

V

ecH

R

E

Поляризация  и частотный спектр 

При вращении электрона в 
синхротроне получается 
поляризованное излучение гамма 
квантов. Сила Лоренца действует в 
плоскости орбиты, в этой же плоскости 
лежит вектор электрического поля     .   
В результате получается 
узконаправленный и поляризованный 
пучок излучения. 

E

Частотный спектр излучения представляет 
собой колокол с максимумом излучения на 
длине волны  

С ростом энергии 

Е

е

максимум спектра 

сдвигается в область меньших длин                                                                  

2

2

4



















e

e

пик

e

m c

m c

eH

E

Переходное излучение 

E

возникает при пересечении заряженной частицей с 

v 

≠ 0

области неоднородности в 

веществе или в конфигурации окружающего пространства.  

Угловой раствор 

- Δθ ~ 2/γ  

n ≠ const v=const 

Спектральная интенсивность 

I

ω

определяется функцией 

ε = ε(ω) 

и величиной 

ω

0

2

=4πe

2

n

e

/m

e

.    ħω

0

 ~ 30 -50 эВ 

При 

ε >> 1 

излучение навстречу пучку 

ω < ω

0

2

,

ln

2

back

I

e

c









Излучение на тыльной поверхности - спектр простирается до 

ω < ω

0

γ

, (рентген).  

0

2

2

, f

ln

I

e

c



 







Полная энергия излучения 

E

b

навстречу электрону и 

E

f

вдоль его траектории 

составляет 

E

b

 ≈2αħω

0

lnγ/3, 

E

f

 ≈αħω

0

γ/3, 

Спасибо за внимание!