
【化】 bremsstrahlung
轫緻輻射(Bremsstrahlung radiation)是高速帶電粒子在原子核電場中減速時發出的電磁輻射,其名稱源自德語“Bremsen”(制動)和“Strahlung”(輻射)的組合。該現象最早由尼古拉·特斯拉在X射線實驗中觀測到,現被廣泛應用于醫學成像、材料檢測及天體物理研究領域。
從物理機制分析,當電子等高能粒子接近原子核時,受庫侖力作用發生偏轉和減速,根據經典電動力學原理,其動能部分轉化為光子能量。轫緻輻射的連續能譜特性使其成為X射線管的核心工作原理。其輻射功率可通過公式表達為: $$ P = frac{e a}{6pi varepsilon_0 c} $$ 其中$a$為粒子加速度,$e$為電荷量,$c$為光速,$varepsilon_0$為真空介電常數。
在天體物理中,轫緻輻射是恒星日冕加熱和星系團高溫氣體輻射的主要機制。例如,錢德拉X射線天文台觀測到的星系團X射線輻射譜,即為電子與質子碰撞産生的轫緻輻射。
參考來源:
轫緻輻射(Bremsstrahlung)是高速帶電粒子(如電子)在碰撞中驟然減速時産生的電磁輻射現象,其核心概念和特點如下:
基本定義
轫緻輻射又稱刹車輻射或制動輻射,最初指高速電子突然減速時發出的輻射,後擴展為所有帶電粒子(如質子、α粒子)與原子核或原子碰撞時因速度變化産生的電磁輻射。
産生機制
連續譜與短波極限
轫緻輻射的頻譜為連續譜,最短波長($lambda_0$)由加速電壓$V$決定,公式為:
$$lambda_0 = frac{hc}{eV}$$
其中,$h$為普朗克常數,$c$為光速,$e$為電子電荷。
強度與影響因素
轫緻輻射為連續譜,而特征輻射為線狀譜,後者僅在與特定原子能級相關的離散能量處出現。
如需進一步了解理論推導或具體應用,可參考高權威性來源如(搜狗百科)、(Chapter 5 轫緻輻射)。
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