原子物理学8-2讲述.ppt

* * 什么是同步辐射 微波：用来观察飞机、航母和飓风 红外线： 用于夜视系统和飞弹追踪热源 可见光 紫外线：观察气体分子及凝聚态物理电子结构 X光是研究晶体结构极佳的工具 波长最短的伽玛射线：核物理研究 同步辐射：覆盖了红外、可见、紫外和X光波段 广义的说，所有的电磁波都可以叫做光。同步辐射又可以称为同步光。 同步辐射的由来 1947年，GE在70MeV同步加速器 (synchrotron)上首次观察到理论物理学家预言的一种辐射，起名为synchrotron radiation，即“同步加速器辐射” 。 最初，同步加速器辐射因损耗加速器能量和损害加速器部件，被科学家看作一种需要消除的副作用，直到20年后人们才发现它有重要的用途。 中文翻译把同步加速器辐射简化为同步辐射。 同步辐射的原理 实验物理和电动力学的基本结论: 自由电子在作加速度运动时, 将产生电磁辐射 ——速率发生变化：在前向产生轫致辐射(bremssthahlung) ——方向发生变化：在切线方向产生同步辐射(synchrotron radiation ) 同步辐射的特点 高亮度：同步辐射的亮度比最强的X光管特征线亮度强万倍以上。用X光机拍摄一幅晶体缺陷照片，通常需要7-15天的感光时间，而利用同步辐射光源只需要几秒。 宽波谱：覆盖了红外、可见、紫外和X光波段，是目前唯一能覆盖这样宽的频谱范围又能得到高亮度的光源。利用单色器可以随意选择所需要的波长，进行单色光的实验。 高准直：同步辐射的发射度极小，准直性可以与激光相媲美。 脉冲性：电子在环行轨道中的分布不是连续的，是一团一团的电子束作回旋运动，即同步辐射是脉冲光源，脉冲的宽度为100皮秒量级，脉冲间隔为微秒或亚微米量级，同步辐射具有时间结构。 偏振性：同步辐射具有线偏振和圆偏振性，可用来研究样品中特定参数的取向问题。 同步辐射装置的基本构造 合肥同步辐射装置：800MeV 同步辐射装置的基本构造 电子枪——电子的源泉 直线加速器——预加速 增强器——加速到满能量 储存环 光束线 实验站 美国 APS 7GeV 组成同步辐射装置的设备 *