量子電動力學
軔致輻射(bremsstrahlung)
/ BREM-stra-loong /
Bremsstrahlung 是德語'剎車輻射'的意思,這名字道盡了一切:當一個高速的帶電粒子被突然減速或偏折時,它就會放出光。開車猛踩剎車,動能變成剎車片裡的熱;對一個飛奔的電子做類似的事——在原子核附近把它的路徑急劇彎折——它的一部分能量就會以光子的形式甩出去。偏折就是剎車,發出的光子就是輻射。
從物理上說,任何加速的電荷都會輻射電磁波,而在量子圖景中,那輻射就是一股光子流。當一個電子掠過一個重原子核的強電場時,原子核的牽引把它拽離原來的方向,使它向側面加速,於是電子發出一個軔致輻射光子,把失去的能量和動量帶走。與康普頓散射或對產生不同,發出的光子能量幾乎可以是任何值,最高可達電子的全部動能,從而產生一片平滑、連續的光子能量分佈,而不是尖銳的譜線。
軔致輻射在實際中無處不在。它在每一支醫用和牙科 X 射線管裡產生寬闊的連續本底,電子在那裡被射向金屬靶並被狠狠剎住。它也是高能電子穿過物質時損失能量的主要方式,這決定了粒子探測器和量能器的工作原理。它還限制著電子加速器,並幫助解釋宇宙中熾熱、高能區域發出的 X 射線和伽馬射線,從太陽的日冕到星系團。
牙醫診所裡的 X 射線機,工作原理就是把電子射向一個鎢靶。當電子在金屬的電場裡被狠狠剎住時,它們發出軔致輻射——一片寬闊分佈的 X 射線光子,穿過你的下顎來成像。
X 射線管透過把高速電子在金屬靶中剎住來產生射線。
軔致輻射產生連續的光子能量譜,與原子躍遷的尖銳譜線不同;X 射線管的能譜其實是平滑的軔致輻射本底,上面疊加著幾條尖銳的特徵譜線。
又稱
另見