回旋加速器辐射和同步加速器辐射

回旋加速器辐射和同步加速器辐射
回旋加速器辐射和同步加速器辐射当带电粒子（通常是电子）垂直注入均匀的恒磁场绕磁力线作圆周运动时，即使粒子的速率恒定,它也具有向心加速度，从而产生电磁辐射。由非相对论性(vc)低能电子发射的，叫回旋加速器辐射，由相对论性(v≈c)高能电子发射的，叫同步加速器辐射。它们首先是在回旋加速器和同步加速器中被观察到的，因而得名。有的文献中将两者统称回旋加速器辐射，苏联文献中常称为磁轫致辐射。

基本简介

当带电粒子（通常是电子）垂直注入均匀的恒磁场绕磁力线作圆周运动时，即使粒子的速率恒定，它也具有向心加速度，从而产生电磁辐射。由非相对论性(
)低能电子发射的，叫回旋加速器辐射，由相对论性(
)高能电子发射的，叫同步加速器辐射。它们首先是在回旋加速器和同步加速器中被观察到的，因而得名。有的文献中将两者统称回旋加速器辐射，苏联文献中常称为磁轫致辐射。
此两种辐射的偏振状态相似，都在垂直于磁场的方向上线偏振，在沿磁场的方向上圆偏振，在斜方向上一般是椭圆偏振（见光的偏振）。
两种辐射的频谱和角分布的特点有很大不同。回旋加速器辐射的谱是由拉莫尔角频率
,及其谐频组成的分立谱(
e和
分别是电子的电荷和静止质量,B为磁感应强度，с为光速)。能量主要集中在基频，谐频成分极弱；辐射的方向性不强。相对论性电子的能量为
, 其中
,v 是电子速度。由于相对论效应，随着电子能量的增大，电子的质量
增大，拉莫尔角频率
的数值减小，并因电子速度上的差异而有所分散，从而使回旋加速器辐射的谱线间隔减小，线宽加大。在极端相对论性条件下，辐射谱变为连续的，这便是同步加速器辐射。与回旋加速器辐射相比，同步加速器辐射具有以下一些不同的特征：