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搁浅蛟

木虫 (正式写手)

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专业: 无机材料化学

[交流] 电子加速与能量守恒

一直有个迷惑，电子在电场中加速，势能转化成动能，按照能量守恒，动能的增量等于势能的减量。但是，既然电子受到场的作用力，必然要做加速运动，那必然会辐射电磁波，电磁波的能量何来？难道是动能的增量少于势能的减量？
更进一步，即使直线加速器，不考虑工程上是否可行，理论上也只能把电子加速到一个极限能量，此时电场做的功全部转化成电子辐射的电磁波能量。

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]

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每一个没有起舞的日子，都是对生命的一种辜负！

1楼 2015-12-03 22:13:14

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microsnail

新虫 (初入文坛)

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★ ★ ★ ★ ★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
搁浅蛟: 金币+5 2015-12-11 16:54:05

如果直线加速器只有一个电势差的话，那么最后获得的能量就是电势能的差值减去电子加速辐射出的能量。假设我们只能提供1000V的电压差，我们可以串联一系列不同长度的加速区域（因为电子速度快之后，下一个加速区的距离要比上一个的长），然后加速电子束到想要的速度。对于电子束来说，由于电子质量小，加速到光速（好吧……99.999+%）所需的能量也不大（对于加速器物理来说……），比如Advanced Photon Source（高级光源？中文是什么我还真不知道……）里的booster （推进器？），电子束在0.5秒内可以被加速到 7 GeV （0.511MeV 的静态质量可以忽略了……），相当于>99.999999%光速（http://www.aps.anl.gov/About/APS_Overview/booster.html）。