Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии

Стартовая страница

О системе

Технические требования

Синтез

Обучающий модуль

Справка по системе

Контакты
Искать:
  Расширенный   Формализованый   По связи разделов
 А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я 
Общий каталог эффектов

Квадрупольное излучение
Излучение, обусловленное изменением во времени квадрупольного момента системы

Анимация

Описание

Квадрупольное излучение – излучение, обусловленное изменением во времени квадрупольного момента системы. Для электромагнитного излучения различают электрический и магнитный квадрупольные излучения в зависимости от того, вызывается ли оно изменением компонент тензора электрического или магнитного квадрупольных моментов. Выделение квадрупольного излучения наиболее важно для источников, занимающих область малого размера l по сравнению с излучаемыми длинами волн λ: l<<λ. Это условие ограничивает квадрупольное излучение нерелятивистскими значениями: u~cl/λ, характерная частота квадрупольного излучения ω~u/l.
Согласно классической электродинамике, интенсивность I(t) излучения системы зарядов в вакууме в единицу времени с точностью до членов ~(l/λ)5 равна:

где pe, pm и Т – электрический, магнитный и тороидальный дипольные моменты соответственно. Вклад электрического квадрупольного излучения определяется последним слагаемым (I, k=1, 2, 3), интенсивность электрического квадрупольного излучения имеет тот же порядок (l/λ)4, что и магнитное дипольное излучение.
Квадрупольное излучение особенно важно для источников, не обладающих дипольными моментами, например для замкнутых систем, состоящих из частиц, у которых отношение зарядов к массе одинаково. Электрическое и магнитное поле зарядов к массе одинаково. Электрическое и магнитное поле квадрупольного излучения убывает при удалении от источника обратно пропорционально расстоянию, как и поле дипольного излучения.

 

Ключевые слова

 

Разделы наук

 

Применение эффекта

Электрическое квадрупольное излучение и квадрупольное рассеяние γ-лучей, света и микроволн малыми частицами (атомными ядрами, молекулами, пылинками) применяется при спектральном исследовании внутренней структуры и динамических свойств этих частиц. Квадрупольное излучение, наряду с магнитным дипольным, определяет время жизни и вероятность перехода из метастабильных состояний, используемых в некоторых оптических квантовых генераторах и усилителях.

Реализации эффекта

Электрический квадруполь (от лат. quadrum — четырёхугольник, квадрат и греч. pólos — полюс), система заряженных частиц, полный электрический заряд и электрический дипольный момент которой равны нулю. Квадруполь можно рассматривать как совокупность двух одинаковых диполей с равными по величине и противоположными по направлению дипольными моментами, расположенных на некотором расстоянии друг от друга (см. рис.1).
Электрический квадруполь
Рис.1.

Известно, что магнитный источник создает дипольные поля. Однако, чтобы создать магнитный квадруполь, нужно разместить два одинаковых постоянных магнита параллельно друг другу так, чтобы N полюс одного следовал за S полюсом другого и наоборот. Такая конфигурация отменяет дипольный момент и сосдает квадрупольный момент, поле которого будет спадать на большом расстоянии быстрее, чем у диполя.
Магниитный квадруполь.
Рис.1.
Магнитные квадруполи, изображенный на рисунке 1, используется для фокусировки отдельных пучков в ускорителе частиц.  Существует четыре стальных полярных наконечника, два напротив северного магнитного полюса и два напротив южного. Сталь намагничивается большим электрическим током, который течет по катешке, навитой вокрег полюсов.
Изменение магнитных квадрупольных моментов создает электромагнитное излучение.

Литература

1. Физическая энциклопедия. т. 1, Гл. ред.: Прохоров А. М., - М.: Большая Российская Энциклопедия, 1998. Стр. 630.

2. Тамм Е., Основы теории электричества, 7 изд. - М.: Наука, 1957.

3. Иваненко Д., Соколов А., Классическая теория поля. - М. - Л.: Физ.мат.лит., 1949.

4. Иваненко Д., Соколов А., Квантовая теория поля. - М. - Л.: Физ.мат.лит., 1952.

5. Ахиезер А., Берестецкий В. Б., Квантовая электродинамика, 2 изд. - М.: Наука, 1959.

6. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Теория поля, 5 изд. - М.: Наука, 1967.

Формализованное описание Показать

Стартовая страница  О системе  Технические требования  Синтез  Обучающий модуль  Справка по системе  Контакты 
Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина