切倫科夫輻射背後的原理是什麼?

時間 2021-05-05 15:20:54

1樓:Snow

簡單直觀毫無方程地理解,大概是:帶電粒子會引導極化分子的偶極矩方向(或者說,極化分子)。當粒子速度小於介質中光速時,極化分子或多或少對稱分布在粒子周圍,在遠場中,這些偶極子relaxation產生的輻射大抵能相互抵消。

當粒子大於介質光速時,極化的「速度」「跟不上」粒子的速度,最後導致不對稱。因此,當這些偶極子relax的時候的輻射就會沿著錐形切線的方向放射出去。如下圖:

2樓:

上午剛考完電動力學,並沒有考複習的切倫科夫輻射→_→公式就不放了

簡單來說,拿聲波模擬:相當於超音速運動的物體產生的衝擊波這個「光速」是介質中的光速,小於c,因此電子的速度可以超過它每一時刻產生的球形波面都在點源的後面,因此(介質光速/電子速度)就是輻射角的余弦值

3樓:蓮子醬-閃耀的星之光

很多大學物理的書會講到切倫科夫輻射,但很少有提及切倫科夫輻射背後的原理。現在我就要用乙個簡單明瞭的方式去解釋:波矢匹配!(*『 v`*)

根據麥克斯韋方程組,帶電粒子的周圍會激發電磁場。這個電磁場,可以理解為「緊跟著」帶電粒子一起運動,速度和帶電粒子的一致,都是 。也就是說,對於角頻率為 的電磁場,它沿著帶電粒子速度方向的縱向波矢分量為 。

由於角頻率為 的電磁場總的波矢 ,所以電磁場垂直於帶電粒子速度方向的橫向波矢分量為 。

當粒子運動速度小於介質中光速( )時,由於縱向波矢分量大於總波矢,橫向波矢分量 是乙個虛數!也就是說,電磁場沿著橫向指數衰減,而並不能向外傳播,稱為消逝場。

當粒子運動速度大於介質中光速( c" eeimg="1"/>)時,橫向波矢分量 是乙個實數!也就是說,電磁場終於可以向外傳播,成為電磁波(ゝ) 這就是所謂切倫科夫輻射啦!

另外,除了帶電粒子超介質光速這種辦法能產生電磁波,還有一種:利用週期性結構

4樓:yjitc

基本就是相對論與電磁理論的結合,電動力學裡面有講,找本好的書看看吧,比較長…在帶相對論效應的散射相關的章節

簡單講,帶電粒子在介質中運動有2種輻射形式,乙個是與大量介質粒子發生弱散射,最終射出後方向改變不大;另一種是與單一粒子發生強散射,方向改變大。兩種都會產生輻射。

前者發出的就是Cherenkov radiation

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