Astronet Астронет: С. А. Каплан,  "Физика Космоса", 1986 Тормозное излучение
http://variable-stars.ru/db/msg/1188732

Тормозное излучение

 Согласно положениям электродинамики, заряд, движущийся с ускорением или торможением, излучает эл.-магн. волны. В космич. условиях торможение (или ускорение) зарядов может быть вызвано либо их притяжением или отталкиванием при сближении электронов и ионов, либо их центробежным ускорением при движении во внешних магн. полях. В астрофизике Т.и. наз. только механизм излучения. Другой механизм - излучение при торможении частиц во внеш. магн. поле - наз. магнитотормозным (циклотронным и синхротронным).

Т.и. (в астрофизическом смысле этого слова) обычно возникает в ионизованном газе благодаря столкновениям тепловых электронов с ионами. Часто Т.и. также наз. излучением при свободно-свободных переходах, т.к. его можно связать с переходами электронов с одной орбиты на другую, не сопровождающимися с захватом электрона ионом. При этих переходах излучается весь спектр частот эл.-магн. волн, в том числе рентг. лучи (если темп-ра достаточно высока) и радиоволны. Спектр Т.и. непрерывен и обрывается при максимально возможной энергии, равной начальной энергии электрона. Энергия Т.и. из ед. объема плазмы внутри телесного угла в единичном интервале частот в ед. времени (т.н. коэфф. излучения)
$j_\nu(T) = {16\over 3} \;\left( {\pi\over 6}\right)^{1/2} \; {n_\nu Z^2 e^6\over{m_e^2 c^3}}\; \left({m_e\over{kT}}\right)^{1/2}\;\cdot g\cdot e^{-h\nu/kT}\; n_e n_i =5,44\cdot 10^{-39}\; {n_\nu Z^2 g\over{\sqrt{T}}} \;e^{-h\nu/kT}\; n_e n_i$
в единицах эрг/(см3с ср Гц). Здесь nv - показатель преломления, Z - заряд иона, ne и ni - концентрации электронов и ионов, g - т.н. множитель Гаунта (в оптич. диапазоне $g \approx 1$, а в радиодиапазоне $g \approx 6-7$). Из-за большой массы ионов их Т.и. пренебрежимо мало по сравнению с Т.и. электронов. Скорость потерь энергии плазмы на тормозное излучение составляет:
$W=1,43\cdot 10^{-27} T^{1/2} n_e n_i Z^2$ [эрг/(см3с)] .

Механизм Т.и. в космич. условиях ответствен за радиоизлучение солнечной короны и корон звезд, зон HII, планетарных туманностей, газ в скоплениях галактик и т.п. Т.и. также определяет значительную часть ИК- и оптич. излучения звезд. С помощью этого механизма объясняют также излучение нек-рых рентг. источников.

Реже встречается Т.и. нетепловых электронов космических лучей, дающее вклад в гамма-излучение Галактики и др. объектов, Т.и. электронов на электронах (оно существенно при темп-ре газа $T > 10^9$ К), а также Т.и. электронов на отрицательных ионах идаже на нейтральных атомах. Существование последнего связано с конечными размерами атомов, из-за чего электрон, проходя близко от центра атома, испытывает слабое ускорение, обусловленное разностью электростатических сил, действующих на него со стороны ядра и электронных оболочек. Т.и. на нейтральных атомах и отрицательных ионах существенно в атмосферах холодных звезд при T < 6000-7000 К.

(С.А. Каплан)


Глоссарий Astronet.ru

Rambler's Top100 Яндекс цитирования