
【化】 bremsstrahlung
轫致辐射(Bremsstrahlung radiation)是高速带电粒子在原子核电场中减速时发出的电磁辐射,其名称源自德语“Bremsen”(制动)和“Strahlung”(辐射)的组合。该现象最早由尼古拉·特斯拉在X射线实验中观测到,现被广泛应用于医学成像、材料检测及天体物理研究领域。
从物理机制分析,当电子等高能粒子接近原子核时,受库仑力作用发生偏转和减速,根据经典电动力学原理,其动能部分转化为光子能量。轫致辐射的连续能谱特性使其成为X射线管的核心工作原理。其辐射功率可通过公式表达为: $$ P = frac{e a}{6pi varepsilon_0 c} $$ 其中$a$为粒子加速度,$e$为电荷量,$c$为光速,$varepsilon_0$为真空介电常数。
在天体物理中,轫致辐射是恒星日冕加热和星系团高温气体辐射的主要机制。例如,钱德拉X射线天文台观测到的星系团X射线辐射谱,即为电子与质子碰撞产生的轫致辐射。
参考来源:
轫致辐射(Bremsstrahlung)是高速带电粒子(如电子)在碰撞中骤然减速时产生的电磁辐射现象,其核心概念和特点如下:
基本定义
轫致辐射又称刹车辐射或制动辐射,最初指高速电子突然减速时发出的辐射,后扩展为所有带电粒子(如质子、α粒子)与原子核或原子碰撞时因速度变化产生的电磁辐射。
产生机制
连续谱与短波极限
轫致辐射的频谱为连续谱,最短波长($lambda_0$)由加速电压$V$决定,公式为:
$$lambda_0 = frac{hc}{eV}$$
其中,$h$为普朗克常数,$c$为光速,$e$为电子电荷。
强度与影响因素
轫致辐射为连续谱,而特征辐射为线状谱,后者仅在与特定原子能级相关的离散能量处出现。
如需进一步了解理论推导或具体应用,可参考高权威性来源如(搜狗百科)、(Chapter 5 轫致辐射)。
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