переходное излучение

ПЕРЕХОДНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ - излучение эл--магн. волн равномерно и прямолинейно движущейся заряж. частицей при пересечении ею границы раздела двух сред с разными показателями преломления. Предсказано в 1945 В. Л. Гинзбургом и И. М. Франком, к-рые показали, что излучение должно возникать по обе стороны от границы раздела, и подсчитали энергию, излучаемую назад - в среду, из к-рой частица выходит. При движении заряж. частицы в однородной среде её поле перемещается вместе с ней; характер поля определяется скоростью частицы и свойствами среды.
Когда частица переходит в др. среду, её поле меняется, что сопровождается излучением эл--магн. волн. Расчёты показали, что назад излучаются эл--магн. волны видимого диапазона независимо от скорости частицы, интенсивность этого излучения мала (примерно 1 фотон при пересечении границы раздела 100 частицами). При малых энергиях частицы энергия, теряемая ею при П. и. назад, растёт пропорц. при высоких этот рост замедляется.
Первое сообщение об эксперим. обнаружении П. и. назад появилось в 1958. П. и. от пучка частиц, падающего на металлич. поверхность в вакууме, наблюдается визуально в виде яркого белого светящегося пятна в том месте, куда падает пучок. Характеристики П. и., полученные экспериментально, оказались в хорошем согласии с теорией. С развитием эксперим. методов измерения определение П. и. в оптич. области стало настолько точным, что по его параметрам (спектру, поляризации, угл. распределению) можно судить об оптич. свойствах поверхностей.
Исследования П. и. вперёд показали, что при больших значениях энергия этого излучения пропорц. а распространяется оно под очень малыми (обратно пропорц.) углами к направлению движения частицы. Частота П. и. вперёд (в отличие от П. и. назад) занимает очень широкую спектральную область, причём макс. частота пропорц.:

гдеп - число электронов в единице объёма среды, т - масса электрона, т₀ - масса излучающей частицы. Потери энергии на П. и. при высоких энергиях также пропорц. энергии:

Напр., электрон с =10 ГэВ, пересекающий границу раздела плотной среды и газа, излучает вперёд фотон с энергией 10 кэВ.
Линейный рост потерь на П. и. с увеличением позволяет использовать его для определения энергии быстрых заряж. частиц (см. Переходного излучения детекторы .
П. и. на одной границе раздела представляет собой частный случай излучения, возникающего при движении заряж. частиц в неоднородной среде. Излучение, возникающее в сильно неоднородной среде, в принципе может быть использовано для детектирования заряж. частиц; П. и. может быть использовано также для определения свойств среды (плотности, периода кристаллич. решётки и т. д.). При движении быстрых заряж. частиц в определ. области углов имеет место интерференция между П. и. и Черенкова - Вавилова излучением.

Лит.: Гинзбург В. Л., Франк И. М., Излучение равномерно движущегося электрона, возникающее при его переходе из одной среды в другую, "ЖЭТФ", 1946, т. 16, с. 15; Гарибян Г. М., К теории переходного излучения и ионизационных потерь энергии частицы, там же, 1959, т. 37, в. 2, с. 527; Барсуков К. А., Переходное излучение в волноводе, там же, в. 4, с. 1106; Тер - Микаелян М. Л., Влияние среды на электромагнитные процессы при высоких анергиях, Ер., 1969; Гарибян Г. М., Ян Ши, Рентгеновское переходное излучение, Ер., 1983; Гинзбург В. Л., Цытович В. Н., Переходное излучение и переходное рассеяние, М., 1984.

Б. М. Болотовский.