【正文】 of relic radiation, Astrophysics and Space Science, 1970, 7, p3–19. 致謝 在本文的寫作過程中，我特別要感謝我的指導(dǎo)老師袁金照，他在最初我無法找到資料，甚至對于自己的寫作內(nèi)容都很生疏的情況下是老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)，淵博的學(xué)識。 。 [6] Weymann, R., Phys. Fluilds,1965, 8, 2112。有波動理論可知，用輻射探測物體時波長必須等于或小于這個物體的線度，而同步輻射具有高分辨率，高亮度 X 射線的特性，則對研究原子和分子的結(jié)構(gòu)是非常適合的。但是如果在 1015GHz 的可見光波段，電子的同步輻射“壽命”就只有幾千年。 由于電子沿磁力線的運動是相對論運動，于是其運動類似沿圓軌道運動的相對論電子，因此曲率輻射的性質(zhì)與同步輻射相似。電矢 2211 lElEE ??? ?? ，由于同步輻射有很強(qiáng)的方向性，所以對于一個投射角是 α 而速度為 β 的電子，電子的瞬時速度方向 β（圖中用 α 表示）與它的輻射方向 k? （ k? 的方向在圖中用 θ表示）幾乎是一致的，即??? 。（ 24）式即相對論電子的同步輻射譜公式。當(dāng)成電子的能量。 假定 ?? cos? ，還有如下積分樣式： ? ? ? ? ? ?? ? jjjj jdI 211 11 1 111 ?? ????? ? ?????? ? ?? ?? ， ? ? ????? ddIjdJ jj 1111 11j ??? ??? ?? ， ? ? ??? ?? ddJjd jj 1111 121j ???? ?? ?? 。如果使用貝塞爾函數(shù)理論中的一系列恒等式，對上式得全部立體角進(jìn)行積分得 ? ??????????????????????0 2222222 )2()2(8 duSuJSSJSve SSLs (15) 上式是LSS ??? 10 ?的單色輻射功率（ S= 3?），即回旋輻射譜公式。雖然由方程（ 9）式可知相對論電子是作圓周運動或螺旋運動，然而實際上是接近直線的，因為電子運動的半徑0?cr?很大。目前世界上專門建造了電子貯存環(huán)，用來獲得同步輻射光源，稱光子工廠。由于電子受到的洛倫玆力極大， 螺旋 半徑 sin /R mv Be?? → 0，因此自由電子的 螺旋運動 可以忽略。 在磁場不是很強(qiáng)的情況下，磁場中的電子在洛倫玆力的作用下作加速運動。 對于輻射問題的討論，我們圍繞這樣四個方面展開的：粒子在 單位時間中輻射的能量（輻射功率） 。 逆康普頓輻射（也叫康普頓散射）為相對論電子和輻射場中光子的碰撞引起的輻射，適用于入射光子能量 顯著地小于相對論電子能量 。這三種輻射都是非熱輻射，其輻射特征與黑體輻射有顯著的不同。在垂直 磁 力線方向，自由電子做 螺旋運動 。通過物理分析可以知道同步輻射具有許多特殊的性能，因此在許多的科學(xué)領(lǐng)域中得到應(yīng)用。 對于相對論電子在磁場中的圓軌道或螺旋軌道運動的方程和（ 9）式是一樣的，只不過回轉(zhuǎn)頻率L??? 10 ?比拉摩頻率小 ? 倍。 由此可以算出 ? ?? ?dtnntiST ??? ?? ???????? ?????? ??? ???e xp0 0 = ? ? ? ? ? ???????? ?????? s i nc o s1?s i n?s i ns i nc o s1? 0020SJkSJijSJi sss ?????????????? ???????? ? (13) 式中LL ???????? 1212 00 ??? ? ?)s i n()s i n(c o t21 222222 20 ??????? ? SJSJcSeddWTdd sSss ???????? (S= 3? ) （ 14） 上式給出沿 θ方向單位立體角，頻率為LSS ??? 10 ?的單色輻射功率。如果在相對論效應(yīng)重要的情況下，上述的積分就不等于輻射的總功率，而這里通過 ? ?? ? ?????? ???? ? 3221 4 cgqdtddd ??對所有的立體角進(jìn)行積分。 比較（ 6）與（ 20）或（ 7）與（ 21）可知相對論電子同步輻射的功率遠(yuǎn)大于非相對論電子回旋輻射的功率 . 當(dāng)電子的的速度接近光速 c（即 v→ c）時，同步輻射的總功率為 ? ? ?????? ????? 226232 ???? ?????cetddwp 對于相對論電子同步輻射的總功率公式進(jìn)行化簡即 ? ? 432222 322 ????? c vecetddwp ?????? ??????? ????? (22) 由于2/E mc? ?其中 2mc 是電子的靜能，因此2E mc??。 上面提到同步輻射的譜線間隔L???? 10 ???變得更?。ㄓ捎?1??? ） ,且0?? ??m ,因此分立的譜線已極不明顯，而成為光滑的連續(xù)譜，因此（ 15）式將表示成單位 [頻率間隔中的輻射功率 ? ? ?? ddp ,即連續(xù)譜公式由（ 23）式代 入（ 15）式得 ? ? ? ?dttKcedttKcSep SRS ?? ?? ?? 332 352 202352 02 3434 ?? ????? .(S1) (24) 用 ??ddp)( 代換OSP? , 0?? 代換 S 得 ? ?????????? ??odtKc eddPoL????????35232 )( 11 ?? ?? Hzserg (25) 其中cmeoL ?? ?? 21是拉摩頻率，參量 c? 定義為 223 ???Lc ?,其表示輻射的臨界頻率，比 c? 更高的頻率的輻射極弱，實際輻射終止與 c? 。 1l? 也就是磁場 ?? 在垂直于波傳播方向 k? 的平面的投影方向。曲率輻射是指相對論電子在很強(qiáng)的磁場中沿彎曲磁力線運動是而產(chǎn)生的輻射。根據(jù)前面的計算公式，相對論性自由電子在 5GHz 的頻率附近可以同步輻射一千萬年。因此，在固體表面和界面的研究中促進(jìn)了微電子工業(yè)和化學(xué)工業(yè)等方面的迅速發(fā)展。 參考文獻(xiàn) [1] Martin Harwit，《 Astrophysical Concepts (Third Edition)》 ,SpringerVerlag, p228233 [2] Blumenthol and Could. Rev, Mod, Phys.， 42(1970)237 [3] Bekefi,G,Radiation Processes in Plasmas,wiley,New York,1966 [4] Heitler,“ The Quantum Theory of Radiation” ,1954 [5] Kompaneets, A .S.,Soviet Phys, JETP, 1957, 4, 730。是不會有今天我對論文的深刻認(rèn)識和較為圓滿的成果。不僅幫助我了解了內(nèi)容，同時再次過程中幫助我掌握了怎樣快速、高效完成學(xué)習(xí)的方法。 同步輻射的獨特性能也能給工業(yè)與醫(yī)學(xué)方面提供可能性。天文學(xué)家認(rèn)為隨著脈沖星旋轉(zhuǎn)的磁場產(chǎn)生強(qiáng)電場（約 1014V/m），加速了脈沖星表面的電子和質(zhì)子。這類 Seyfert 星系在射電波段的輻射光度 Lν ∝ν α ,其中譜指數(shù)α通常為 α 。由上式橢圓偏振光是左旋或右旋，由 ? 的正負(fù)號決定，?? 1?是很小的數(shù)，因此有21 ???? 。 對于螺旋軌道相對論電子的譜公式和（ 24）式非常類似，只是把式中的 L? 都用 ? ?2//1 ??L 代替即可，從而得到螺旋軌道相對論電子的同步輻射的譜公式為 ? ? ? ? ??????????????CLoL FcedttKceddP ???????????? s i n32s i n32 2352 由上式可知螺旋軌道電子的同步輻射的譜形和圓軌道電子的形似，只是臨界頻率c? 發(fā)生了改變，還有觀察者收到的輻射脈沖周期 觀? 小于原來發(fā)射的周期 ? ，這是由于同步輻射具有很強(qiáng)的方向性。再由（ 4）與（ 22）式比較可知，同步輻射的總功率是回旋輻射的 1510 倍，即相對論電子同步輻射的功率比非相對論電子回旋輻射遠(yuǎn)遠(yuǎn)地增強(qiáng)，這是由于相對論時空變換的結(jié)果 。 當(dāng)粒子在均勻的磁場中，有 ? ? ?????? ??? ocvqvmdd ???? 即 ??? ?? 3evdvd ??? （ 16） 其中 3eoo ?? ??? ， mcq o?? ??