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'''回旋辐射'''是非相对论性的带电粒子在[[磁场]]中受到[[洛伦兹力]]的作用产生的辐射。<ref name=Bekefi>{{citation|last1=Bekefi|first1=George|last2=Barrett|first2=Alan|title = Electromagnetic Vibrations, Waves, and Radiation|publisher = MIT Press|location = USA|isbn=0-262-52047-8|year=1977}}</ref>{{rp|289ff}}

==回旋辐射的功率==

非相对论[[电子]]的回旋辐射的总功率可以表示成：

:<math>P = \frac23r_0^2c\beta^2B^2\sin^2\alpha = 1.6\times10^{-15}\beta^2B^2\sin^2\alpha\quad(\mathrm{erg/s})</math>

上式采用[[高斯单位制]]，<math>\beta=v/c</math>，是电子速率与[[光速]]的比；<math>r_0=e^2/m_0c^2</math>是[[电子经典半径]]，α是电子速率与磁场的夹角。可见，非相对论性电子回旋辐射的功率与其能量平方成正比（即与β的平方成正比），与磁场强度的平方成正比。对于具有各向同性速度分布的电子，平均辐射功率：

:<math>\bar{P} = \frac49r_0^2c\beta^2B^2 = 1.1\times10^{-15}\beta^2B^2\quad(\mathrm{erg/s})</math>

==回旋辐射的谱分布==

电子在均匀的磁场中受[[洛伦兹力]]的作用，进行圆周运动。回旋辐射的基频为电子在磁场中的回旋频率。如果不考虑电子质量的相对论改正，回旋频率为[[拉摩频率]]，：

:<math>\omega_L=\frac{eB}{m_0c}=1.8\times10^7 B \mathrm{/s}</math>

如果考虑电子的相对论改正，回旋频率不再为拉摩频率，而是<math>\omega_0=\omega_L/\gamma</math>。回旋辐射几乎全部能量都集中在基频<math>\omega_0</math>上。除此之外，回旋辐射还有一系列较弱的分立谱线。

==回旋辐射的角分布==

由于回旋辐射大部分能量集中在基频上，因此可以用基频辐射的角分布代替整个回旋辐射的角分布。回旋辐射的角分布大体上是各向同性的，在沿着磁场的方向辐射最强，垂直磁场的方向辐射最弱，前者强度为后者的2倍。

==回旋辐射的偏振特性==

回旋辐射在沿着磁场的方向为圆偏振，垂直磁场的方向为线偏振。其余方向为椭圆偏振。

==回旋辐射的轮廓==

实际情况中，回旋辐射的谱线往往具有一定宽度，主要是由以下机制造成的：
*谱线的自然宽度造成的辐射展宽，形状为[[洛伦兹谱型]]；
*电子在回旋运动中和其他粒子相撞造成的碰撞展宽，形状为洛伦兹谱型；
*电子热运动的[[多普勒效应]]导致的谱线宽度，形状为[[高斯谱型]]；
*相对论效应导致不同速度的电子具有不同的质量
*辐射自吸收导致的谱线展宽；
*磁场的不均匀导致的谱线展宽。

谱线的宽度往往不是仅仅由一种机制引起的，而是由几种机制联合导致的，因此一般情况下谱线形状既不是洛伦兹谱型也不是高斯谱型。

==參考來源==
{{reflist}}

{{电磁辐射}}
[[Category:电磁辐射|H]]