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制動放射

高

よみ方

せいどうほうしゃ

英 語

bremsstrahlung

説 明

荷電粒子が原子核に近づくと、そのクーロン場内で加速度運動を行い電磁波が放出される。この現象およびそれによる放射を制動放射と呼ぶ。
電子のエネルギーを E、電磁波の周波数を \nu とすると、制動放射のスペクトル0 \le \nu \le E/hhプランク定数)の範囲でほぼ平坦である。
電磁波の放射に伴い電子は次第にエネルギーを失う。周りの物質が完全電離状態にある場合、原子核の荷電数を Z、その数密度を N\,{\rm m}^{-3} として、相対論的な電子(ローレンツ因子 \gamma=E/m_{\rm e} c^2\gg 1)のエネルギーの変化率は、
- \left ( \frac{dE}{dt} \right )= \frac{3}{2\pi} \sigma_{\rm T} c \alpha Z(Z+1) N\left [ \log_e \gamma + 0.36 \right ] E
と表される。ここで、\sigma_{\rm T} = 8\pi e^4/3 m^2_{\rm e} c^4トムソン散乱断面積 (0.665 \times 10^{-28}\,{\rm m}^2eは素電荷、m_{\rm e}は電子の質量、cは光速度)、\alpha = e^2/hc 微細構造定数(1/137.036)である。自由-自由放射熱制動放射も参照。

2019年03月05日更新

関連画像

* 制動放射の模式図