Читать онлайн «Синхротронное излучение»

НОВОЕ В ЖИЗНИ, НАУКЕ, ТЕХНИКЕ ПОДПИСНАЯ НАУЧНО-ПОПУЛЯРНАЯ СЕРИЯ ФИЗИКА 2/1988 Издается ежемесячно с 1967 г. В. В. Михайлин, И. М. Тернов СИНХРОТРОННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ Издательство «Знание» Москва 1988 ББК53. 6 М69 Авторы: МИХАЙЛИН Виталий Васильевич — кандидат физико-математических наук, доцент физического факультета МГУ; ТЕРНОВ Игорь Михайлович — лауреат Государственной и Ломоносовской премий, доктор физико-математических наук, профессор физического факультета МГУ. СОДЕРЖАНИЕ 1. Угловое распределение мощности 8 2. Особенности спектра 10 3. Поляризация синхротронного излучения ... И 4. Классическая теория синхротронного излучения . 14 5. Квантовые свойства синхротронного излучения . 20 6. На пути к более мощным источникам синхротронного излучения 30 7. Свойства ондуляторного излучения ... . 36 8 Источники излучения релятивистских электронов . 42 9. Генерация когерентного излучения 49 10. Источники излучения нового почолепия ... 55 11 Каналы синхротронного излучения 58 12. Литература 64 Михайлин В. В. , Тернов И. М. М69 Синхротронное излучение. — М. : Знание, 1988. — 64 с. — (Новое в жизни, науке, технике. Сер. «Физика»; № 2). 11 к. Синхротронное излучение — магнитотормошое излучение ультра- релятивистских электронов — теоретически предсказанное в Им 4 году и впервые наблюдавшееся в 1917 году, находит сегодня широкое применение в науке и технике. В н стоящее время десятки лабораторий во всем мире широко используют синхротронное излучение в физике твердого тела, в физике поверхностей, в молекулярной биологии, в химии и т. д. Синхротронное излучение используется также для рентгеновской литографии в микроэлектронике, элементного анализа, рентгеновской медицинской диагностики. Брошюра рассчитана на лекторов, слушателей и преподавателей народных университетов. 1604010000 ББК53. 6 © Издательство «Знание», 1988 г. Синхротронное излучение (СИ) — одно из замечательных явлений современной физики, впервые наблюдавшееся 40 лет назад при движении электронов в магнитном поле циклического ускорителя — синхротрона. Значение этого явления в наши дни трудно переоценить: вследствие удивительного сочетания фундаментальности свойств синхротронного излучения и важности его научно-технических приложений интерес к нему непрерывно возрастает. Природа синхротронного излучения * связана с испусканием электромагнитных волн ускоренно движущимся зарядом. В циклическом ускорителе электронов заряд движется со скоростью, близкой к скорости света по окружности в магнитном поле, практически однородном вдоль траектории частицы. В этих условиях релятивистский электрон, обладая огромным центростремительным ускорением, становится мощным источником электромагнитного излучения. Открытие и первое наблюдение синхротронного излучения происходили довольно драматично, поскольку его свойства на первом этапе исследования казались загадочными и необычными. В конце прошлого столетия (1898 г. ) А. Льенар впервые рассмотрел мощность излучения быстрого электрона, движущегося по окружности, и обратил внимание на сильный рост энергетических потерь, пропорциональных четвертой степени энергии частицы: № = — дЕ/д!= (2е2с$*/ЗК2) {Е/тс2)* (здесь Е = = тс2/}' 1—р2 энергия электрона, которая при релятивистском движении намного больше энергии покоя частицы: Е^>тс2у причем $ = V/с-+\\1 Вслед за тем интересные подробные исследования свойств излучения, испускаемого электроном, движущимся по окружности, были проведены Г.