《电动力学第三版》chapter7_4切伦科夫辐射
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电动力学第三版答案第一章:静电学1.1 静电场静电场是由电荷所产生的场,它是一种无时间变化的电磁场。
静电场的性质可以通过电场强度、电势和电荷分布来描述。
电场强度表示单位正电荷所受到的力,并且是一个向量量。
在任意一点的电场强度可以通过库仑定律计算。
电势是单位正电荷所具有的势能,它是一个标量量。
电势可以通过电势差来定义,电势差是两点之间的电势差别。
1.2 电场的高斯定律电场的高斯定律是描述电场在闭合曲面上的通量与该闭合曲面内的电荷有关系的定律。
它可以通过以下公式表示:\[ \oint \mathbf{E} \cdot \mathbf{n} \, ds =\frac{Q_{\text{enc}}}{\varepsilon_0} \]其中,\(\mathbf{E}\) 是电场强度,\(\mathbf{n}\) 是曲面上的单位法向量,\(ds\) 是曲面上的微元面积,\(Q_{\text{enc}}\) 是闭合曲面内的总电荷,\(\varepsilon_0\) 是真空电容率。
1.3 电势电势是单位正电荷所具有的势能,它是一个标量量。
它可以通过电势差来定义,电势差是两点之间的电势差别。
电势可以通过以下公式计算:\[ V = - \int \mathbf{E} \cdot d\mathbf{l} \]其中,\(V\) 是电势,\(\mathbf{E}\) 是电场强度,\(d\mathbf{l}\) 是路径上的微元长度。
1.4 静电场中的导体在静电场中,导体内部的电场强度为零。
当导体受到外部电场作用时,其表面会产生等效于外部电场的电荷分布,这种现象被称为静电感应。
静电感应可以通过以下公式来计算表面电荷密度:\[ \sigma = \mathbf{n} \cdot \mathbf{E} \]其中,\(\sigma\) 是表面电荷密度,\(\mathbf{n}\) 是表面法向量,\(\mathbf{E}\) 是外部电场强度。
电动力学A 刘克新第七章运动电荷的电磁场本章主要内容§1.李纳-维谢尔势§2.运动电荷的电磁场§3. 运动电荷辐射的频谱分析§4. 切伦科夫辐射§5. 带电粒子电磁场对粒子本身的反作用§2.运动电荷的电磁场运动电荷电磁场推导加速运动电荷的辐射直线加速运动电荷的辐射圆周运动电荷的辐射-同步辐射其中θ为与之间的夹角。
时类似电偶极辐射。
时,当θ较小时,速迅变小,功率增大,辐射向前倾斜(见图)辐射极大值方向由确定。
,0ββββ×=()()()()222225523200'sin 161cos 161e n n dP t e d c c n βυθπεβθπεβ××==Ω−−⋅ n β1β 1β→()1cos βθ−()()23'sin 01cos dP t d d d d d θθθβθ⎛⎞==⎜⎟Ω−⎝⎠()12max1cos 115103arc βθββ→⎡⎤=+−⎯⎯⎯→⎢⎥⎣⎦直线运动电荷(带电粒子)的辐射为粒子在时间τ内的速度改变量,设与夹角为θ则此时与ω无关当时,相因子迅速振荡,积分值趋于0,υΔn υΔ 222330sin 16dW e d d c υθωπε=ΔΩ ()222016dW e d c c υωτωπε⎛⎞Δ=⎜⎟⎝⎠ dW d ω1ωτ i t e ω0dW d ω=150 MeV Electron Linac and 3.5GeV Booster & Storage Ring User operation scheduled on Spring 2009§4 Cerenkov辐射在真空中匀速运动的带电粒子不辐射能量。
但在介质中,如果带电粒子的速度超过光在这种介质中传播的速度,也会产生辐射。
当带电粒子通过介质时,在它的电磁场的作用下,在其经过的每一点周围引起原子、分子的电荷运动状态发生改变,因此产生辐射。