Zyklotron-Strahlung

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März 24, 2018 Zita Kruse Z 0 13

Das Zyklotron Strahlung von geladenen Teilchen, die sich, wenn sie durch ein magnetisches Feld abgelenkt emittierten elektromagnetischen Strahlung. Auf die Partikel wirkende Lorentz-Kraft senkrecht zu den Magnetfeldlinien und die Bewegungsrichtung beschleunigt, was zur Emission von Strahlung.

Der Name dieser Strahlung von dem Zyklotron, eine Art von Teilchenbeschleuniger seit 1930 verwendet werden, um hochenergetische Teilchen für Forschung. Das Zyklotron verwendet Kreisbahnen gefolgt von geladenen Teilchen in einem gleichförmigen Magnetfeld. Darüber hinaus ist die Periode der Bahn unabhängig von der Energie der Teilchen, wodurch ein Zyklotron zu einem gegebenen bestimmten Frequenz arbeitet, ohne sich um die Energie der Teilchen in einem gegebenen Zeitpunkt zu sorgen. Jedoch ist die Zyklotron-Strahlung nicht nur in Zyklotrons emittiert, aber in allen Fällen, in denen die geladenen Teilchen in einem magnetischen Feld zu bewegen. Zum Beispiel kann die Zyklotron-Strahlung durch das Plasma in interstellaren Raum abgegeben wird, in der Nähe von Schwarzen Löchern und andere astronomische Phänomene in ist eine wichtige Quelle für Informationen über entfernte magnetische Felder; Jupiter, insbesondere eine intensive Strahlungsquelle Zyklotron.

Die Strahlungsleistung von jedem Elektron emittiert wird, kann unter Verwendung der folgenden Formel berechnet werden:

wobei E die Energie, t die Zeit, σTh der Gesamtquerschnitt von Thomson, B das Magnetfeld ist, V die Geschwindigkeitskomponente senkrecht zu dem Magnetfeld, c die Lichtgeschwindigkeit und μ0 die Permeabilität des Vakuums. Im Kontext der Fusion mittels magnetischen Einschlusses sind Zyklotron Strahlungsverluste in dem Erfordernis einer Plasmaenergiedichte in Bezug auf die Energiedichte des magnetischen Feldes reflektiert.

Es ist wahrscheinlich, dass die Explosion einer Atombombe in großer Höhe kann eine kurze und intensive Zyklotron-Strahlung zu erzeugen. Es würden sich bei der Explosion erzeugten Gammastrahlen Ionisation von Atomen in der oberen Atmosphäre verursachen und freigegebenen Elektronen mit dem Magnetfeld der Erde, um ein Zyklotron-Strahlung in der Form eines elektromagnetischen Impulses zu erzeugen interagieren. Dies ist ein Anliegen für das Militär, weil ein solcher Impuls dürfte elektronische Geräte schwer beschädigen.

Das Hauptspitzenfrequenz entspricht Zyklotron Strahlungsspektrum identisch mit der Umlaufbahn des Teilchens. Das Spektrum hat auch Oberwellen, die das Ergebnis von Fehlstellen in der Ausgabestelle der Umwelt sind, und die die Wirkung der Verbreiterung der Spektrallinien. Sich als Hauptquelle dieser Erweiterung ist die Anwesenheit des Magnetfeldes in Ungleichheiten, wenn ein Elektron von einem Feldbereich in einen anderen, variiert seine Sendefrequenz in Abhängigkeit von der Feldstärke. Es gibt auch andere Quellen von Linienverbreiterungs einzelnen Abweichung der Umlaufbahn der Elektronen durch die Wechselwirkungen mit dem umgebenden Plasma und relativistische Effekte verursachten Verzerrungen, wenn die Energie der geladenen Teilchen ausreichend hoch ist, . Wenn die Elektronen auf relativistische Geschwindigkeiten bewegen, wird die Zyklotron-Strahlung genannt Synchrotronstrahlung.

Die Rückwärtsbewegung von einem Teilchen unterzogen, wenn die Ausstellung eines Zyklotron-Strahlung wird als Strahlenreaktion. In einem Zyklotron, die Strahlungsreaktionskraft wirkt als ein Widerstand, der erforderlich ist, um zu überwinden ist der Hauptenergiekosten der Beschleunigung eines Teilchens Arbeit. Zyklotrone sind die wichtigsten Beispiele für Systeme, bei denen wir eine solche Reaktionskraft zu erfüllen.

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