Спонтанное и вынужденное излучение электрона, электронного сгустка и электронного пучка в плазме

М.В. Кузелев^а, А.А. Рухадзе^б, а
^аМосковский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Физический факультет, Ленинские горы 1 стр. 2, Москва, 119991, Российская Федерация
^бИнститут общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, ул. Вавилова 38, Москва, 119991, Российская Федерация

Рассмотрены два фундаментальных механизма излучения электрона при его сверхсветовом движении в среде — эффект Вавилова-Черенкова и аномальный эффект Доплера. В случае одиночного электрона, а также электронного сгустка малого размера черенковское излучение является спонтанным. В процессе спонтанного черенковского излучения поступательное движение электрона замедляется, а энергия излучения линейно возрастает со временем. При увеличении числа излучающих электронов черенковское излучение становится вынужденным. Вынужденное черенковское излучение является резонансной пучковой неустойчивостью. Такое излучение сопровождается продольной группировкой электронов в пучке (или сгустке), а энергия излучения возрастает со временем по экспоненте. По продольному размеру электронного сгустка L_e между спонтанным и вынужденным черенковскими эффектами имеется переходная область λ < L_e < λδ₀^-1, где λ — средняя длина волны излучения, δ₀ — безразмерный (в единицах частоты излучения) инкремент черенковской пучковой неустойчивости. Левее указанной области лежит область спонтанного излучения, а правее — область вынужденного эффекта. В отличие от эффекта Вавилова-Черенкова аномальный эффект Доплера всегда, даже в случае одиночного электрона, должен считаться вынужденным эффектом, поскольку не может быть объяснен без учета обратного воздействия поля излучения на электрон. При излучении в условиях аномального эффекта Доплера электрон тормозится и «раскручивается», а энергия излучения возрастает со временем по экспоненте.

Текст pdf (645 Кб)

Скачивая файл я соглашаюсь с условиями использования.

English fulltext is available at DOI: 10.1070/PU2008v051n10ABEH006634

PACS: 41.60.−m, 52.35.−g, 52.40.Mj (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0178.200810b.1025
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2008/10/b/
Web of Science

000262714300002
Scopus

2-s2.0-67849099230
ADS NASA

2008PhyU...51..989K
Цитата: Кузелев М В, Рухадзе А А "Спонтанное и вынужденное излучение электрона, электронного сгустка и электронного пучка в плазме" УФН 178 1025–1055 (2008)

BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

English citation: Kuzelev M V, Rukhadze A A “Spontaneous and stimulated emission induced by an electron, electron bunch, and electron beam in a plasma” Phys. Usp. 51 989–1018 (2008); DOI: 10.1070/PU2008v051n10ABEH006634

Список литературы (37) Статьи, ссылающиеся на эту (19) Похожие статьи (20) ↓

Б.М. Болотовский «Теория эффекта Вавилова—Черенкова» УФН 62 201–246 (1957)
П.К. Шукла, Б. Элиассон «Нелинейные аспекты квантовой физики плазмы» УФН 180 55–82 (2010)
Л.С. Богданкевич, М.В. Кузелев, А.А. Рухадзе «Плазменная СВЧ электроника» УФН 133 3–32 (1981)
В.М. Арутюнян, С.Г. Оганесян «Вынужденный черенковский эффект» УФН 164 1089–1125 (1994)
Ф.Г. Басс, В.М. Яковенко «Теория излучения заряда, проходящего через электрически неоднородную среду» УФН 86 189–230 (1965)
Л.С. Богданкевич, А.А. Рухадзе «Устойчивость релятивистских электронных пучков в плазме и проблема критических токов» УФН 103 609–640 (1971)
А.А. Рухадзе, В.П. Силин «Метод геометрической оптики в электродинамике неоднородной плазмы» УФН 82 499–535 (1964)
М.Л. Тер-Микаелян «Электромагнитные процессы при высоких энергиях в аморфных и неоднородных средах» УФН 173 1265–1286 (2003)
К.Ю. Платонов, Г.Д. Флейшман «Переходное излучение в случайно-неоднородных средах» УФН 172 241–300 (2002)
М. Биро, М.А. Красильников и др. «Проблемы теории релятивистской плазменной СВЧ-электроники» УФН 167 1025–1042 (1997)
А.И. Никишов, В.И. Ритус «Гравитационное излучение систем и роль их силового поля» УФН 180 1135–1165 (2010)
Б.М. Болотовский, Е.А. Галстьян «Дифракция и дифракционное излучение» УФН 170 809–830 (2000)
В.В. Зайцев, А.В. Степанов «Корональные магнитные арки» УФН 178 1165–1204 (2008)
В.П. Крайнов, Б.М. Смирнов, М.Б. Смирнов «Фемтосекундное возбуждение кластерных пучков» УФН 177 953–981 (2007)
Н.А. Винокуров, Е.Б. Левичев «Ондуляторы и вигглеры для генерации излучения и других применений» УФН 185 917–939 (2015)
Л.И. Меньшиков «Сверхизлучение и некоторые родственные явления» УФН 169 113–154 (1999)
И.И. Метельский, В.Ф. Ковалев, В.Ю. Быченков «Релятивистски-нелинейное резонансное поглощение и генерация гармоник электромагнитного излучения в неоднородной плазме» УФН 194 457–494 (2024)
Д.Ф. Алферов, Ю.А. Башмаков, П.А. Черенков «Излучение релятивистских электронов в магнитном ондуляторе» УФН 157 389–436 (1989)
Б.М. Болотовский, Г.В. Воскресенский «Излучение заряженных частиц в периодических структурах» УФН 94 378–416 (1968)
И.М. Франк «Излучение Вавилова — Черенкова для электрических и магнитных мультиполей» УФН 144 251–275 (1984)

Список формируется автоматически.