Читать онлайн «Синхротронное излучение в спектроскопии»

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М. В. ЛОМОНОСОВА Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д. В. Скобельцына В. В. Михайлин СИНХРОТРОННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ В СПЕКТРОСКОПИИ Москва, 2011 г. -1-  УДК 535. 37 ББК 22. 344 М69 Михайлин В. В. М69 Синхротронное излучение в спектроскопии : учеб- ное пособие / В. В. Михайлин. — Изд. 2-ое испр. и доп. — М. : Университетская книга, 2011. — 164 с. : ил. , табл. ISBN 978-5-91304-248-4 Учебное пособие предназначено для студентов физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова, слушающих курсы «Синхротронное излучение и его при- менения» и «Спектроскопия твердого тела» и аспирантов, слушающих курс «Методы спектроскопии с синхро- тронным излучением». УДК 535. 37 ББК 22. 344 © МГУ, 2011. © НИИЯФ МГУ, 2011. © Михайлин В. В. , 2011. © Издательство «КДУ», ISBN 978-5-91304-248-4 обложка, 2011. Глава 1. СИНХРОТРОННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ, ИСТОЧ- НИКИ, КАНАЛЫ 1. 1. Свойства синхротронного излучения В настоящее время существенная часть исследований взаимодействия излучения с веществом в вакуумной ульт- рафиолетовой и рентгеновской областях спектра прово- дится с использованием мощного синхротронного излуче- ния циклических ускорителей и накопителей электронов. Теория синхротронного излучения рассмотрена в [1, 2]. Выделим здесь свойства, наиболее важные для практиче- ских применений. Синхротронное излучение ультрареля- тивистского электрона сосредоточено в плоскости орбиты и благодаря релятивистским эффектам остро направлено. Оно заключено в конусе с углом раствора Θ = 1/γ, где γ = E/m0c2 – релятивистский фактор. Эффект Допплера приво- дит к смещению максимума мощности излучения в об- ласть больших частот. В результате критическая частота равна ωc ~ ω0γ3 (ω0=c/2πR – частота обращения электрона по орбите) а критическая длина волны излучения lс = 0,4πR/3γ3 = 0,559R/E3 (lmax = 0,42 lc = 0,254 R/E3), где R вы- ражено в м, Е – в ГэВ, l – в нм. Для расчета мгновенной мощности W (l,y), излучаемой моноэнергетическим электроном в угол, равный радиану, и на единицу длины волны, можно воспользоваться форму- лой (1. 1) [ ] 4 27 e 2 c æ lc ö 8 W (l ,y ) = ç ÷ g 1 + (gy )2 2 ´ 32p 3 R 3 è l ø ì ´ í K 22/ 3 (x ) + (gy )2 K 2 (x )ü, ý 1 + (gy ) 2 1/ 3 î þ где y – угол между направлением излучения и плоско- стью орбиты; K – модифицированные функции Бесселя с -3- аргументом x = lc 2l [ 1 + (gy ) ] 2 3/ 2 .