Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Гинзбург В.Л. -> "Теоретическая физика и астрофизика" -> 164

Теоретическая физика и астрофизика - Гинзбург В.Л.

Гинзбург В.Л. Теоретическая физика и астрофизика — Москва, 1981. — 505 c.
Скачать (прямая ссылка): teorfiziastrofiz1981.djvu
Предыдущая << 1 .. 158 159 160 161 162 163 < 164 > 165 166 167 168 169 170 .. 204 >> Следующая


Остановимся теперь еще на вопросе об образовании б-элек-тронов. Очевидно, соответствующие потери полностью учтены в (16.21) и других формулах, в которых уже фигурирует максимальная передаваемая электрону энергия Wmax- Потери, связанные с образованием б-электронов с энергиями в пределах от Wmax до некоторого ИнтересуЮЩЄГО НЭС ЗНЭЧеНИЯ Wmin (причем Wmfn Sf, Sf — средняя энергия связи электрона, фигурирующая в (16.21)), получаются из (16.21) и равны

V dt ) і mv M^ min

где eZ — заряд mv — скорость падающей частицы, N — концентрация электронов (не атомов!) в веществе (ей т — заряд и масса электрона). Значения Wmax для разных случаев уже приводились выше (см. (16.26), (16.30) и пояснения к формуле (16.23)).

Вероятность того, что в слое вещества толщиной в 1 см частица с энергией E передаст электрону энергию W Sf, лежащую в интервале W, W -f dW, равна

P6 (Е, W) dW =

2Jte4Z2W dW clc

--W),

ItlVi



(16.35)

412 где функция F выписана в применении к ультрарелятнвистским электронам с E > тс2 (при этом, конечно, Z=I). Отнесенное к одному электрону среды дифференциальное эффективное сечение, отвечающее вероятности (16.35), равно

= 27ielzV*; W) dW.

0 InviWi

Прежде чем кратко остановиться также на других потерях энергии (помимо ионизационных), сделаем несколько замечаний, касающихся коллективных эффектов, возникающих при движении частиц в среде. Конкретно рассмотрим плазму, в которой с постоянной скоростью движется поток (пучок) быстрых заряженных частиц. Вопрос о процессах в такой системе (пучок в плазме) в известном отношении близок к задаче об ионизационных потерях.

Начнем, однако, с более общей проблемы. В достаточно разреженном газе процессы излучения фотонов, генерации различных других частиц (например, я-мезонов), ионизации и возбуждения атомов и т. д. можно рассматривать без учета влияния среды. Иными словами, если расстояние между частицами (скажем, атомами) среды достаточно велико, все процессы происходят так, как если бы существовали только сталкивающиеся частицы (налетающая частица, атом, «продукты» столкновения). Столь же ясно (и хорошо известно), что с увеличением плотности среды нужно, вообще говоря, принимать во внимание взаимное влияние составляющих ее частиц и в этом смысле можно говорить о коллективных эффектах. К такому коллективному эффекту приводит, например, учет влияния показателя преломления среды на синхротронное излучение (см. выше гл. 6). Черенковское излучение как поперечных, так и продольных (плазменных) волн тоже, конечно, есть коллективный эффект, причем в данном случае без среды (в вакууме) процесс вообще не идет. На коллективных эффектах такого рода мы, когда это было нужно, уже останавливались. Другая категория коллективных эффектов относится к «коллективу» падающих частиц. Конкретно потери энергии потоком частиц при прохождении ими среды лишь в простейшем случае равны сумме потерь, испытываемых отдельными частицами потока в отсутствие всех других частиц в этом потоке. Подобные условия далеко не всегда выполняются.

Не претендуя здесь на какую-то классификацию, выделим все же два класса коллективных эффектов, связанных с самими излучающими («падающими») частицами. Для первого класса существенна пространственная неоднородность в распределении излучающих частиц. Например, как ясно из формулы (16.21) и из самого существа дела, ионизационные потери и интенсивность черенковского излучения пропорциональны квадрату за-

413 ряда eZ рассматриваемой быстрой частицы *). Совершенно ясно вместе с тем, что потери одной частицы с зарядом eZ будут равны потерям Z частиц с зарядом е, если только эти последние летят вместе, образуя достаточно компактный сгусток с полным зарядом eZ. Сгусток можно, очевидно, считать достаточно малым в указанном смысле, если его размер I мал по сравнению с характерным размером р, который, образно говоря, ответствен за рассматриваемые потери. При близких соударениях, приводящих к образованию б-электронов, прицельный параметр р мал и о коллективных эффектах говорить не приходится**). Напротив, черенковское излучение с длиной волны X порождается в области с размерами порядка X; в этом случае сгустки частиц вполне могут оказаться достаточно малыми и, следовательно, интенсивность излучения уже не будет просто пропорциональна количеству частиц в потоке.

Другая возможность проявления коллективных эффектов (второй их класс) связана с реабсорбцией излучения, неустойчивостью пучков и т. п. Для этого класса коллективных эффектов пространственная неоднородность в распределении частиц, вообще говоря, несущественна (по крайней мере при вычислении в линейном приближении коэффициента поглощения или усиления волн). Один процесс такого типа—реабсорбция синхротронного излучения, обсуждался в гл. 10. Здесь картина очень проста: одна частица излучает, а другие частицы того же коллектива могут поглотить это излучение, в силу чего коэффициент поглощения зависит от концентрации излучающих частиц. Неустойчивость пучка частиц в плазме, связанная с появлением в пучке продольных волн, представляет по сути дела такой же процесс — речь в данном случае идет об отрицательном черепковском поглощении (реабсорбции) плазменных волн.
Предыдущая << 1 .. 158 159 160 161 162 163 < 164 > 165 166 167 168 169 170 .. 204 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed