Русская Википедия:Ондулятор

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Файл:Undulator.png
Схематическое изображение ондулятора. 1 — магниты; 2 — электронный пучок; 3 — синхротронное излучение.

Ондуля́тор (от Шаблон:Lang-fr — волноваться, колебаться) — устройство для генерации когерентного синхротронного излучения в электронном накопителе-синхротроне.

Вигглер vs. ондулятор

Файл:Aust.-Synchrotron,-Undulator,-14.06.2007.jpg
Ондулятор для Австралийского синхротрона

Как и вигглер, ондулятор представляет собой магнит с переменным в пространстве поперечным магнитным полем. Его можно представить себе как последовательность коротких дипольных магнитов, полярность каждого следующего из которых противоположна предыдущему. Ондулятор устанавливается в прямолинейный промежуток электронного синхротрона, и ультрарелятивистский пучок проходит в нём по извилистой траектории, близкой к синусоиде, излучая фотоны в узкий конус вдоль оси пучка. Вводится так называемый коэффициент ондуляторности:

<math>K=\frac{e B \lambda_u}{2 \pi m_e c} \simeq 0.965\cdot B(T)\cdot \lambda_u(cm),</math>

где e — заряд электрона, B — магнитная индукция, <math>\lambda_u</math> — период ондулятора вдоль оси пучка, <math>m_e</math> — масса электрона, c — скорость света в вакууме. При <math>K\geq 1</math> амплитуда колебаний электронов велика, излучение некогерентно, мощность излучения пропорциональна числу периодов ондулятора <math>I \propto N</math>, устройство называется вигглером. При малых амплитудах колебаний и малом параметре ондуляторности <math>K\leq 1</math> излучение становится когерентным, а его мощность <math>I \propto N^2</math>. Этот случай соответствует, собственно, ондулятору.

Свойства ондуляторного излучения

Ондуляторное излучение по своей природе близко к синхротронному излучению. Различие между этими двумя типами излучения определяется только эффективной длиной траектории, на которой они формируются[1].

Длина волны ондуляторного излучения определяется выражением[2]:

<math>\lambda = \frac{\lambda_u}{2\gamma^2}(1+K^2/2 + \gamma^2\theta^2),</math>

где <math>\theta</math> — угол между направлением излучения и осью электронного пучка, <math>\gamma</math> — релятивистский фактор.

<math> \gamma \equiv \frac {1} {\sqrt{ 1 - v^2 / c^2}},</math>

где Шаблон:Math — скорость пучка электронов, Шаблон:Math — скорость света в вакууме.

Минимальная длина волны, таким образом, излучается под нулевым углом, и для характерных параметров <math>\lambda_u</math> ~ 1 см, <math>\gamma</math> ~ 3000, <math>\lambda_{min} = \frac{\lambda_u}{2\gamma^2}</math> ~ 10 Å.

См. также

Примечания

Шаблон:Примечания

Ссылки

Шаблон:Phys-stub