轫致辐射

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轫致辐射( Bremsstrahlung ),高速电子骤然减速产生的辐射。X射线管中高速电子轰击金属靶而骤然减速时就会产生这类X射线。这是因为电子接近原子核时与原子核的库仑场相互作用,电子的运动方向发生偏折,并急剧减速,能量转化成辐射的形式。轫致辐射也泛指带电粒子碰撞过程中发出的辐射。带电粒子的速度远小于光速c时,轫致辐射与电离相比显得并不重要;带电粒子的速度接近光速c时,轫致辐射是其能量损失的主要机制。轫致辐射是产生高能光子束(X射线、γ射线)的基本方法,用这种光子束可研究基本粒子和原子核的电磁结构,以及辐射与物质相互作用过程。

X射线管中高电压加速电子所产生轫致辐射具有连续谱的性质,短波极限λ0由加速电压V决定:

短波极限.jpg

式中 h为普朗克常数, c为真空中的光速, e为电子电荷, 辐射的强度在很宽的频谱范围内缓慢变化。除X射线管中产生的X射线连续谱属于 轫致辐射之外, 轫致辐射在 核聚变反应中也是重要的, β衰变过程中电荷的突然产生或电荷的突然消失(如电子俘获)也伴随有 轫致辐射。天文观测中 轫致辐射是常见的现象,有一些X射线源的 辐射就是由遵循 麦克斯韦速度分布律的电子所产生的 轫致辐射,由于麦克斯韦分布常在分子热运动中体现,故又称为热轫致辐射。