МУЛЬТИПО́ЛЬНОЕ ИЗЛУЧЕ́НИЕ

Рубрика: Физика
В книжной версии

Том 21. Москва, 2012, стр. 428-429
Скопировать библиографическую ссылку:

Книжная версия:

Электронная версия:

Авторы: Ю. В. Юрьев

МУЛЬТИПО́ЛЬНОЕ ИЗЛУЧЕ́НИЕ, электромагнитное излучение системы движущихся электрич. зарядов, связанное с изменением во времени её электрич. или магнитного мультипольных моментов. Понятие М. и. используют при рассмотрении электромагнитного излучения, которое создаётся системой зарядов, движущихся в ограниченной области пространства с характерным размером $L$ , когда скорость зарядов $v≪c$ , где $c$ – скорость света в вакууме. Последнее условие эквивалентно тому, что $L≪λ$ , где $λ$ – длина волны излучения. Излучаемое зарядами электромагнитное поле рассматривают на расстояниях много больших по сравнению с собств. размерами системы. Электрич. и магнитное поля М. и. выражаются через производные по времени от соответствующих мультипольных моментов. В отличие от статич. полей разл. мультиполей, по-разному убывающих при увеличении расстояния от мультиполя, поля излучения мультипольных моментов любого порядка убывают обратно пропорционально расстоянию от них.

Если электрич. дипольный момент системы изменяется со временем $t$ по гармонич. закону с частотой $ω$ и амплитудой ${\boldsymbol p}_0$ : ${\boldsymbol p}={\boldsymbol p}_0 \cos (ωt),$ то усреднённая по времени мощность связанного с этим электрич. дипольного излучения равна $I_{эл \, дип}\frac{μ_0ω^4}{12πc} |{\boldsymbol p}_0|^2,$ где $μ_0$ – магнитная постоянная. Если магнитный дипольный момент системы изменяется по закону ${\boldsymbol M} = {\boldsymbol M}_0 \cos (ωt),$ то усреднённая по времени соответствующая мощность магнитного дипольного излучения $I_{м \, дип} =\frac{μ_0ω}{12πc^3}|{\boldsymbol M}_0|^2.$

Отношение $I_{м \, дип}/I_{эл \, дип}$ имеет порядок $(v/c)^2$ . Т. о., когда заряженные частицы движутся с нерелятивистскими скоростями, электрич. дипольное излучение

является доминирующим. Электрич. квадрупольное излучение

определяется изменением во времени тензора квадрупольного момента системы зарядов. Мощность электрич. квадрупольного излучения имеет тот же порядок величины, что и мощность магнитного дипольного излучения. Поэтому магнитное дипольное и электрич. квадрупольное излучение играют существенную роль, когда отсутствует электрич. дипольное излучение. Электрич. дипольное и магнитное дипольное излучение не изотропны. Вдоль оси колебаний дипольных моментов

${\bf p}$ и

${\bf M}$ дипольное излучение отсутствует. Интенсивность дипольного излучения в направлении под углом

$θ$ к оси колебаний дипольных моментов

${\boldsymbol p}$ и

${\boldsymbol M}$ пропорциональна

$\sin^2θ$ и максимальна при

$θ$ =90°. Для электрич. дипольного излучения вектор напряжённости электрич. поля электромагнитной волны лежит в плоскости, проходящей через вектор

${\boldsymbol p}$ , а для магнитного дипольного излучения этот вектор перпендикулярен плоскости, проходящей через вектор

${\boldsymbol M}$ . Угловое распределение интенсивности электрич. квадрупольного излучения описывается более сложной зависимостью. О типе излучения системы зарядов можно судить на основе анализа углового распределения интенсивности и поляризации излучения.

Понятие М. и. используют при рассмотрении излучательных процессов в атомной и ядерной физике, в теории излучения антенн и т. п.

Библиография

Лит. см. при ст. Мультиполь.

Вернуться к началу

МУЛЬТИПО́ЛЬНОЕ ИЗЛУЧЕ́НИЕ

Ссылка на статью на E-mail

Спасибо!

Подписка на рассылку новостей