Главная > Физика > Классическая электродинамика
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

Глаза 15. ТОРМОЗНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ. МЕТОД ВИРТУАЛЬНЫХ ФОТОНОВ. ИЗЛУЧЕНИЕ ПРИ БЕТА-РАСПАДЕ

В гл. 14 в общем виде исследовалось излучение заряженных частиц, движущихся с ускорением. Были выведены формулы для спектрального и углового распределений излучения для ряда случаев и рассмотрено излучение как нерелятивистских, так и релятивистских заряженных частиц во внешних полях. Настоящая глава посвящена проблемам излучения электромагнитных волн заряженными частицами в атомных и ядерных процессах.

При прохождении через вещество частицы рассеиваются и теряют энергию из-за соударений, как подробно описано в гл. 13. В процессе соударений частицы испытывают ускорение; следовательно, они должны излучать электромагнитную энергию. Излучение, сопровождающее атомные соударения, называют обычно тормозным излучением, так как впервые оно наблюдалось в опытах по торможению высокоэнергетического пучка электронов толстой металлической мишенью. Для нерелятивистских частиц потери энергии на излучение незначительны по сравнению с потерями энергии при соударениях, но для ультрарелятивистских частиц излучение может стать основным фактором, определяющим потери энергии. Рассмотрение тормозного излучения и связанных с ним проблем мы начнем с классического нерелятивистского случая. Затем с помощью полуклассических соображений, подобно тому как было сделано в гл. 13, получим квантовомеханические выражения. Вслед за этим будут учтены наиболее существенные релятивистские эффекты.

Процессы рождения или аннигиляции заряженных частиц также сопровождаются испусканием излучения. Эти процессы являются чисто квантовыми по своей природе. Нельзя даже пытаться дать классическое описание сущности этих явлений. Однако, отвлекаясь от физических причин процесса, мы можем поставить вопрос о спектре и интенсивности сопровождающего его электромагнитного

излучения. Так, внезапное рождение быстрого электрона при ядерном Р-распаде можно для наших целей рассматривать как ускорение первоначально покоившейся частицы до некоторой конечной скорости за очень короткий интервал времени или же как. внезапное «включение» заряда движущейся частицы за тот же самый короткий интервал времени. С помощью этих моделей мы рассмотрим в § 7 и 8 ядерный Р-распад и захват орбитального электрона.

При рассмотрении излучения, например в задаче о тормозномс излучении или об излучении при Р-распаде, существенное значение имеет волновая природа заряженных частиц. В связи с этим необходимо учитывать квантовомеханические поправки, очень сходные с введенными нами ранее при рассмотрении электрических потерь. Это можно сделать относительно просто. Существует, однако, ряд более серьезных трудностей, присущих лишь проблемам излучения. Так, очень трудно учесть изменения траектории частицы под влиянием потерь энергии и импульса при излучении. Это связано не только с трудно учитываемыми эффектами реакции излучения (см. гл. 17), но также с дискретной квантовой природой излучаемых фотонов. В результате даже с учетом квантовомеханических поправок полученные результаты оказываются применимыми в ограниченной области энергий излученных фотонов, малых по сравнению с полной энергией частиц. Поэтому для диапазона высоких частот наши полуклассические выражения будут, вообще говоря справедливы лишь качественно.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление