Реакция излучения

радиационное трение, торможение излучением, сила, действующая на электрон (или др. заряженную частицу) со стороны вызванного им поля электромагнитного излучения.

Всякое движение заряда с ускорением приводит к излучению электромагнитных волн. Поэтому система движущихся с ускорением зарядов не является замкнутой: в ней не сохраняются энергия и импульс. Такая система ведёт себя как механическая система при наличии сил трения (диссипативная система), которые вводятся для описания факта несохранения энергии в системе вследствие её взаимодействия со средой. Совершенно так же передачу энергии (и импульса) заряженной частицей электромагнитному полю излучения можно описать как «лучистое трение». Зная теряемую в единицу времени энергию (т. е. интенсивность излучения; см. Излучение), можно определить силу трения. Для электрона, движущегося в ограниченной области пространства со средней скоростью, малой по сравнению со скоростью света с, сила трения выражается формулой, полученной впервые Х. Лоренцем:

где а — ускорение электрона. Р. и. приводит к затуханию колебаний заряда, что проявляется в уширении спектральной линии излучения (т. н. естественная ширина линии).

Р. и. представляет собой часть силы, действующей на заряд со стороны созданного им самим электромагнитного поля («самодействие»). Необходимость её учёта приводит к принципиальным трудностям, тесно связанным с проблемой структуры электрона, природы его массы и др. (см. Квантовая теория поля).

При строгой постановке задачи следует рассматривать динамическую систему из зарядов и электромагнитного поля, которая описывается двумя системами уравнений: уравнениями движения частиц в поле и уравнениями поля, определяемого расположением и движением заряженных частиц. Однако практически имеет смысл лишь приближённая постановка задачи: методом последовательных приближений. Например, сначала находится движение электрона в заданном поле (т. е. без учёта собственного 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 λ >> r₀ = е²/mc2(где m — масса, r₀ 2․10^-13 см— «классический радиус» электрона). Реально уже при длине волны порядка комптоновской длины волны (См. Комптоновская длина волны)электрона h/mc(h — постоянная Планка), λ Реакция излучения10^-10см, необходимо учитывать квантовые эффекты. Поэтому приближённый метод учёта Р. и. справедлив во всей области применимости классической электродинамики.

Квантовая электродинамика в принципиальном отношении сохранила тот же подход к проблеме, основанный на методе последовательного приближении (т. н. методе теории возмущений). Но её методы позволяют учесть Р. и., т. е. действие на электрон собственного поля, практически с любой степенью точности причём не только «диссипативную» часть Р. и. (обусловливающую уширение спектральных линий), но и «потенциальную» часть, т. е. эффективное изменение внешнего поля, в котором движется электрон. Это проявляется в изменении энергетических уровней и эффективных сечений процессов столкновений (см. Сдвиг уровней,Радиационные поправки).

Лит.: Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Теория поля, 4 изд., М., 1962 (Теоретическая физика, т. 2); Беккер Р., Электронная теория, пер. с нем., Л. — М., 1936.

В. Б. Берестецкий.

РЕАКЦИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ - то же, что радиационное трение.

radiation reaction

РЕАКЦИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ

(радиационное трение), сила, действующая на электрон или др. заряженную частицу со стороны создаваемого им поля электромагнитного излучения. Движение заряда с ускорением приводит к излучению эл.-магн. волн, поэтому система движущихся с ускорением зарядов не явл. замкнутой — в ней не сохраняются энергия и импульс, Такая система ведёт себя как механич. система при наличии сил трения (диссипативная система), к-рые вводятся для описания факта несохранения энергии в системе вследствие её вз-ствия со средой. Аналогично передачу энергии (и импульса) заряж ч-цей эл.-магн. полю излучения можно описать как «лучистое трение». Зная теряемую в ед. времени энергию (интенсивность излучения; (см. ИЗЛУЧЕНИЕ)), можно определить силу трения. Для эл-на, движущегося в огранич. области пр-ва со ср. скоростью, малой по сравнению со скоростью света в вакууме с, сила трения выражается ф-лой (полученной впервые голл. физиком X. Лоренцем): F=(2e2/3c3)da/dt, где а — ускорение. Р. и. приводит к затуханию колебаний заряда, что проявляется в уширении спектр. линии излучения (т. н. естеств. ширина линии).

Р. и. представляет собой часть силы, действующей на заряд со стороны созданного им эл.-магн. поля (самодействия). Необходимость её учёта приводит к принцип. трудностям, тесно связанным с проблемой структуры эл-на, природы его массы и др. При строгой постановке задачи следует рассматривать динамич. систему из зарядов и эл.-магн. поля, к-рая описывается двумя системами ур-ний: ур-ниями движения ч-ц в поле и ур-ниями поля, определяемого расположением и движением заряж. ч-ц. Однако практически имеет смысл лишь приближённая постановка задачи методом последоват. приближений. Напр., сначала находится движение эл-на в заданном поле (без учёта собств. поля), затем — поле заряда по его заданному движению и далее, в кач-ве поправки,— влияние этого поля на движение заряда, т. е. Р. и. Такой метод даёт хорошие результаты для излучения с длиной волны l->r0=е2/mc2 (где m — масса эл-на, r0»2
• 10-13 см — его «классич. радиус»). Реально уже при l порядка комптоновской длины волны эл-на ћ/mc=10-11 см необходимо учитывать квантовые эффекты. Поэтому приближённый метод учёта Р. и. справедлив во всей области применимости классической электродинамики.

В квант. электродинамике — тот же подход к проблеме (осн. на методе последоват. приближений, т. е. методе возмущений теории), но её методы позволяют учесть Р. и. практически с любой степенью точности, причём не только «диссипативную» часть Р. и. (обусловливающую уширение спектр. линий), но и «потенц.» часть — эфф. изменение внеш. поля, в к-ром движется эл-н. Это проявляется в изменении уровней энергии, а также эфф. сечений процессов столкновений ч-ц (см. СДВИГ УРОВНЕЙ, РАДИАЦИОННЫЕ ПОПРАВКИ).

реа́кция излуче́ния

то же, что радиационное трение.

* * *

РЕА́КЦИЯ ИЗЛУЧЕ́НИЯ, то же, что радиационное трение(см. РАДИАЦИОННОЕ ТРЕНИЕ).

то же, что радиационное трение.

radiation reaction

то же, что радиационное трение.