Тормозной континуум

Лекция 5

Непрерывный спектр излучения возникает, если в переходе участвует свободная частица с произвольной энергией. Согласно классической электродинамике излучение возникает при движении заряда с ускорением. Например, при движении электронов в поле ионов. Это – тормозное излучение.

Формула Крамерса: (1)

Интенсивность излучения получается путем усреднения по распределению скоростей. Минимальная скорость . Для максвелловской функции распределения с температурой Т получается: (2)

C = 1.08 10^-38 эрг см³ К^1/2 (3)

g_ff – фактор Гаунта ~ 1 – 2.

Интенсивность тормозного излучения достаточно мала. Практически измерения тормозного излучения осуществимы при N_e L > 10¹⁴ см^-2.

Экспоненциальная зависимость ТИ от температуры в рентгеновской области спектра используется для измерения Т_е.

В видимой области ÿw < T_e. Так что зависимость ТИ от Т_е слабая. Сильная зависимость ТИ от плотности I ~ N_e² используется для измерения распределения N_e в пространстве.

С помощью принципа детального равновесия можно найти коэффициент тормозного поглощения , см^-1 С₁ = 1,45 10¹⁰ см⁵ с^-3 К^1/2.

Тормозное поглощение тоже очень слабое. Практическое значение оно имеет только при нагреве очень плотной плазмы в лазерном УТС.

Кроме ТИ непрерывный спектр имеет рекомбинационное излучение. При рекомбинации электрон с энергией Е = mV²/2 > 0 в непрерывном спектре захватывается на уровень n с отрицательной энергией E_n. При этом излучается квант с энергией (4)

Интенсивность рекомбинационного излучения

(5)

Формула (5) отличается от формулы (2) для тормозного излучения множителем . Сумма берется по всем уровням, для которых получается заданная величина энергии кванта ÿw. Поэтому в спектре получаются скачки при подключении следующего уровня. После скачка идет экспоненциальный спад. Рекомбинационное излучение превосходит тормозное при ÿw > 0.7 kT_e.

Фактор превышения интенсивности суммы рекомбинационного и тормозного излучения над излучением чисто водородной плазмы используется для измерения Z_eff.

Поляризационный континуум возникает вследствие деформации оболочки атома и сдвига уровней электрическим полем пролетающих мимо электронов. Эффект довольно слабый. Его можно наблюдать только в плазме с плотностью N_e > 10¹⁹ T_e(эВ) см^-3.

Дата добавления: 2014-01-20