Излучение плазмы

Спектр излучения низкотемпературной плазмы состоит из отдельных спектральных линий.

В газосветных трубках, например, наряду с процессами ионизации происходят процессы рекомбинации ионов с электронами. В результате рекомбинационных процессов формируются рекомбинационное излучение со спектром в виде широких полос.

Спектр излучения высокотемпературной плазмы более разнообразен.

Тормозное излучение с непрерывным рентгеновским спектром возникает при столкновении электронов с ионами в электрическом поле.

Интенсивность тормозного излучения пропорциональна квадрату ускорения заряженной частицы. В свою очередь ускорение обратно пропорционально массе частицы. Поэтому в одном и том же поле тормозное излучение электрона гораздо мощнее тормозного излучения другой частицы, например протона.

Интенсивность тормозного излучения пропорциональна квадрату атомного номера Z ядра, в поле которого тормозится электрон, что следует из закона Кулона.

Спектр тормозного излучения непрерывен и ограничен максимально возможной энергией фотонов.

Угловое распределение тормозного излучения зависит от кинетической энергии электрона Т_е. В нерелятивистском случае, когда T_e<m_ес² (m_е - масса электрона), угловое распределение излучения подобно угловому распределению электрического диполя, перпендикулярного к плоскости траекторий электрона. При ультрарелятивистских энергиях Она, когда Т_е>>т_ec², тормозное излучение направлено по траектории движения электрона и концентрируется в пределах конуса с углом

[рад]

Это свойство используется для получения интенсивных пучков фотонов высокой энергии и g-квантов.

В магнитном поле ларморовское вращение релятивистских электронов в плазме приводит к появлению магнитотормозного или синхротронного излучения. Синхротронное излучение обладает практически непрерывным спектром и сосредоточено в направлении мгновенной скорости частицы в узком конусе с углом раствора

где т_е - масса электрона, Е - ее энергия.

Синхротронное излучение лежит в ультрафиолетовой области спектра, а также в областях мягкого рентгеновского излучения. Синхротронное излучение имеет хорошие перспективы использования в рентгенолитографических процессах микроэлектроники.

Аналогичное излучение нерелятивистских частиц, движущихся по круговым или спиральным траекториям, называется циклотронным излучением. Излучение отдельной частицы в общем случав эллиптически поляризовано, большая ось эллипса поляризации рас положена в проекции магнитного поля.

Плазма может генерировать корпускулярное излучение, формируемое за счет быстрых частиц, вылетающих из неравновесной плазмы в результате развития различного типа неустойчивостей.

Дата добавления: 2014-01-05