轫致辐射

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A curve shows the motion of the electron, a red dot shows the nucleus, and a wiggly line the emitted photon
一個電子移動於原子核所產生的電場,會被電場的庫侖力偏轉,因而發射轫致辐射。電子的能量的改變E_2 - E_1,決定了發射光子的頻率。

轫致辐射,又称刹车辐射制動輻射英语Bremsstrahlung, braking radiation, 德语Bremsstrahlung 德语发音:[ˈbʁɛmsˌʃtʁaːlʊŋ]Speaker Icon.svg 发音),原指高速运动的电子骤然减速时发出的辐射,后来泛指带电粒子原子原子核发生碰撞时突然减速发出的辐射。根据经典电动力学,带电粒子作加速或减速运动时必然伴随电磁辐射。其中,又将遵循麦克斯韦分布的电子所产生的轫致辐射叫做热轫致辐射。

轫致辐射的X射线谱往往是连续谱,这是由于在作为靶子的原子核电磁场作用下,带电粒子的速度是连续变化的。轫致辐射的强度与靶核电荷的平方成正比,与带电粒子质量的平方成反比。因此重的粒子产生的轫致辐射往往远远小于电子的轫致辐射。

轫致辐射广泛应用于医学工业。在工业上,经常使用熔点高、导热好、原子序数比较大的作为X射线管的阳极靶。而醫療上的X射線機大多為制動輻射。原理為將高能量電子打在固定靶上,電子突然減速,能量轉換為X射線與熱能。在天体物理学上,轫致辐射是很常见的辐射,一些X射线源(如X射线脉冲星太阳耀斑)的辐射就属于轫致辐射。

在真空中的粒子[编辑]

带电粒子在真空中有正或负的加速度时,会以电磁辐射的形式释放能量,这在拉莫方程式中及其相对论一般化中所描述。尽管术语“轫致辐射”通常是保留给带电粒子在物质中加速,而不是在真空中,但是方程式是相似的。(在这方面,轫致辐射不同于切伦科夫辐射切伦科夫辐射是另外一种制动辐射,只发生在物质中,而不是在真空中进行。)

轫致辐射的来源[编辑]

X射线管[编辑]

在带有靶的X射线管发射的X射线频谱, 运行在60千伏(KV)电压下。连续曲线是由于轫致辐射,并且尖峰是特征K谱线. The curve goes to zero at 21 pm in agreement with the Duane–Hunt law, as described in the text.

X射线管中,电子在真空中通过电场被加速并被射入称为“靶”的金属片。X射线被在金属中减速的电子所发射。输出频谱包含X射线的连续频谱,并在一定的能量之处有尖峰(参照右图)。

Β衰变[编辑]

发射β粒子的物质有时会表现出有连续光谱的微弱辐射是因为轫致辐射。

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