реакция излучения

РЕАКЦИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ (радиационное трение) - сила, действующая на заряж. частицу со стороны соз-· даваемого ею поля эл--магн. излучения.

Движение заряда с ускорением приводит к излучению эл--магн. волн. Эл--магн. волны уносят энергию и импульс. Поэтому система движущихся с ускорением зарядов не является замкнутой: в ней не сохраняются энергия и импульс. Такая система ведёт себя как механич. система при наличии сил трения (диссипатив-ная система), к-рые вводятся для описания факта несохранения энергии в системе вследствие её взаимодействия со средой. Совершенно так же передачу энергии (и импульса) заряж. частицей эл--магн. полю излучения можно описать как "лучистое (радиац.) трение". Зная теряемую в единицу времени энергию (т. е. интенсивность излучения), можно определить "силу трения". В случае электрона, движущегося в огранич. области со скоростью, малой по сравнению со скоростью света в вакууме с, интенсивность излучения составляет

где w - ускорение. Если движение носит приближённо-периодич. характер, то соответствующая сила трения выражается ф-лой, полученной впервые X. Лоренцем (Н. Lorentz):

Р. н. приводит к затуханию колебаний заряда, что проявляется в уширении спектральной линии излучения (т. н. естественная ширина спектральной линии).

Понять природу Р. и. можно след. образом. Создаваемое ускоренно движущимся электроном поле, имеющее на больших расстояниях характер бегущей волны, отлично от нуля и в области вблизи заряда. Действие этого поля ("собственного поля") на заряд и даёт Р. и. Необходимость учёта действия заряда на самого себя (через создаваемое им поле) приводит к принципиальным трудностям, тесно связанным с проблемой структуры электрона, природы его массы и др. (см. Электродинамика классическая).

Строгая постановка задачи состояла бы в следующем. Имеется динамич. система из зарядов и эл--магн. поля. Она описывается двумя связанными системами ур-ний: ур-ниями движения частиц в поле и ур-ниями поля, определяющегося расположением и движением заряж. частиц. Практически имеет смысл лишь приближённая постановка задачи методом последоват. приближений. Напр., сначала находится движение электрона в заданном поле (т. е. без учёта собств. поля), затем - поле заряда по его заданному движению и далее, в качестве поправки,- влияние этого поля на движение заряда, т. е. Р. и. Такой метод даёт хорошие результаты

для излучения с длиной волны см - "классич. радиус" электрона). Реально уже присм необходимо учитывать квантовые эффекты. Поэтому приближённый метод учёта Р. и. справедлив во всей области применимости классич. электродинамики.

Квантовая электродинамика в принципиальном отношении сохранила тот же подход к проблеме, основанный на методе последоват. приближений (возмущений теория ).Но её методы позволяют учесть Р. и., т. е. действие собств. поля на электрон, практически с любой степенью точности; причём не только "дисси-пативную" часть Р. и. (затухание спектральных линий), но и "потенц." её часть, т. е. эфф. изменение внеш. поля, в к-ром движется электрон. Это проявляется в изменении энергетич. уровней и эфф. сечений процессов столкновений (см. Радиационные поправки).

Лит.: Ландау Л. Д., Лифшиц E. М., Теория поля, 7 изд., М., 1988; Клепиков Н. П., Силы тормошения излучением и излучение заряженных частиц, "УФН", 1985, т. 146, в. 2, с. 317. В. Б. Берестецкий.

   <<      Предметный указатель      >>