магнитотормозное излучение,
излучение электромагнитных волн заряженными частицами, движущимися с релятивистскими скоростями в магнитном поле.
Излучение обусловлено ускорением, связанным с искривлением траекторий частиц в магнитном поле. Аналогичное
излучение нерелятивистских частиц, движущихся по круговым или спиральным траекториям, называют циклотронным излучением; оно происходит на основной гиромагнитной частоте (См.
Гиромагнитная частота) и её первых гармониках. С увеличением скорости частицы роль высоких гармоник возрастает; при приближении к релятивистскому пределу
излучение в области наиболее интенсивных высоких гармоник обладает практически непрерывным спектром и сосредоточено в направлении мгновенной скорости в узком конусе с углом раствора ΨСинхротр
онное излуч
ение
mc2/
Е где
m и
Е - масса и энергия частицы,
с - скорость света в вакууме.
Полная мощность излучения частицы с энергией Е >> mc2 равна:
эв/сек
где
е - заряд частицы,
H⊥ - составляющая магнитного поля, перпендикулярная скорости частицы. Сильная зависимость излучаемой мощности от массы частицы делает С. и. наиболее существенным для лёгких частиц - электронов и
Позитронов
. Спектральное (по частоте ν) распределение излучаемой мощности определяется выражением:
где
, а
- цилиндрическая функция (См.
Цилиндрические функции) второго рода мнимого аргумента. График функции
представлен на
рис.
Характерная частота, на которую приходится максимум в спектре излучения частицы, равна (в гц).
Излучение отдельной частицы в общем случае эллиптически поляризовано с большой осью эллипса поляризации, расположенной перпендикулярно видимой проекции магнитного поля. Степень эллиптичности и направление вращения электрического вектора зависят от направления наблюдения по отношению к конусу, описываемому вектором скорости частицы вокруг направления магнитного поля. Для направлений наблюдения, лежащих на этом конусе, поляризация линейная.
С. и. первоначально наблюдалось от электронов в циклических ускорителях, в частности в
Синхротроне
, откуда оно и получило название. Потери энергии на С. и., а также связанные с С. и. квантовые эффекты в движении частиц необходимо учитывать при конструировании циклических ускорителей электронов высокой энергии. С. и. циклических ускорителей электронов используется для получения интенсивных пучков поляризованного электромагнитного излучения в ультрафиолетовой области спектра и в области "мягкого" рентгеновского излучения; пучки рентгеновского С. и. применяются, в частности, в рентгеновском структурном анализе (См.
Рентгеновский структурный анализ)
. Большой интерес представляет С. и. космических объектов, в частности нетепловой радиофон Галактики, нетепловое радио- и оптическое
излучение дискретных источников (сверхновых звёзд (См.
Сверхновые звёзды)
, пульсаров (См.
Пульсары)
, квазаров (См.
Квазары)
, радиогалактик (См.
Радиогалактики))
. Синхротронная природа этих излучений подтверждается особенностями их спектра и поляризации. Согласно современных представлениям, релятивистские электроны, входящие в состав космических лучей (См.
Космические лучи)
, дают С. и. в космических магнитных полях в радио-, оптическом, а возможно, и в рентгеновском диапазонах. Измерения спектральной интенсивности и поляризации космических С. и. позволяют получить информацию о концентрации и энергетическом спектре релятивистских электронов, величине и направлении магнитного поля в удалённых частях Вселенной.
С. И. Сыроватский.
Рис. к ст. Синхротронное излучение.
![Схема образования синхротронного излучения с [[ондулятор]]ом.](https://commons.wikimedia.org/wiki/Special:FilePath/Undulator.png?width=200 "Схема образования синхротронного излучения с [[ондулятор]]ом.")
