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1、1,2 高速运动带电粒子的辐射,在电子加速器和其他高能粒子加速器中，带电粒子的速度都非常接近于光速。在宇宙空间中也存在着大量高速运动的带电粒子。因此，研究vc情形下高速运动带电粒子的辐射具有重要的实际意义。,2,能流,1高速运动带电粒子的辐射功率和角分布,用观察时间时间t计算的单位时间内垂直通过单位截面的电磁能量,3,观察时间 t+R/c: 以P1为球心R为半径的球面 观察时间 t+dt: 以P2为球心R-cdt为半径的球面,t t+dt: 两球面之间,4,在t单位时间内的辐射功率,辐射功率的角分布为,5,令为n与v的夹角。 当 v c时，因子 1-vn/c= 1-(v/c)cos 在0方向变
2、得很小，因此辐射能量强烈地集中于朝前方向。,当v/c 1和0时因子 1-(v/c)cos可写为,高速运动带电粒子辐射角分布的特点:,6,角分布因子为,不管加速度方向如何，辐射能量主要集中于沿v方向锥角为,的射束之内。v愈接近于c时这效应愈显著。例如能量为500MeV的电子，它的值103，因此，当它受到加速时激发的辐射集中于103弧度之内。,7,2 情形,8,辐射能流为,式中为n与v的夹角。辐射角分布为,辐射角分布与低速情形相比,9,辐射功率,由于粒子速度不能超过光速，所以当vc时，在一定作用力下，加速度 的值变得很小。可用粒子所受的力F来表出辐射功率。,得辐射功率,在一定作用力下，直线运动粒子
3、的辐射功率与粒子能量无关。,在 情形，由相对论力学方程,10,设在时刻 t粒子的瞬时速度v沿z轴，加速度 沿x轴。设er与v的夹角为，有 ervvcos ，,3 情形,11,辐射角分布,12,上式对d积分得辐射功率,在 情形由相对论力学方程得,用作用力F表出的粒子辐射功率为,在一定作用力下，当粒子的加速度 时，它的辐射功率与粒子能量平方成正比。,13,目前有两种类型的电子加速器，一类是直线型的，另一类是圆周型的。,以上结果对电子加速器有重要意义。,在后一类电子加速器中，用一定电磁作用力使电子加速时，电子由于受到加速而产生辐射，辐射功率与电子能量平方成正比。电子能量愈高，辐射损耗就愈大。当辐射损耗等于加速器所提供的功率时，电子就不再受到加速。,直线型加速器由于辐射损耗与电子能量无关，因而加速能量不受这限制。因此，目前能量较高的电子加速器一般采用直线型。,
