О нелинейном резонансном взаимодействии релятивистских электронных пучков с плоскими электромагнитными волнами

• Автор: Даниленко, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 134 c. : ил

СИСТЕМА ЕДИНИЦ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

ГЛАВА I. ДВИЖЕНИЕ ЗАРЯЖЕННОЙ ЧАСТИЦЫ В СТАТИЧЕСКОМ

МАГНИТНОМ ПОЛЕ И ПОЛЕ ПЛОСКОЙ ВОЛНЫ. СПОСОБЫ

ПОДДЕРЖАНИЯ РЕЗОНАНСА

§ I. Циклотронный авторезонанс

§ 2. Уравнения движения электрона в системе координат, связанной с волной. Точные интегралы движения...14 § 3. Поддержание резонанса путем варьирования статического магнитного поля

§ 4. Поддержание резонанса с помощью варьирования фазовой скорости волны

§ 5. Использование электростатического магнитного

поля для поддержания резонанса

§ б. О возможности резонансного анализа электронов

по энергии
Глава II. РЕЗОНАНСНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОНОВ С ВОЛНОЙ
В ОБЛАСТИ АНОМАЛЬНОГО ЭФФЕКТА ДОППЛЕРА
§ I. Общие особенности взаимодействия в области
аномального эффекта Допплера
§ 2. Эффект спонтанного фазирования
§ 3. Учет радиальной составляющей магнитного поля...55 § 4. Устойчивость движения электронов в режимах
близких к авторезонансному
§ 5. Случай однородного магнитного поля

Глава III. УЧЕТ ОБМЕНА ЭНЕРГИЕЙ МЕВДУ ВОЛНОЙ И
ЭЛЕКТРОННЫМ ПУЧКОМ
§ I. Общее рассмотрение. Вывод волновых уравнений.
Интегралы движения
§ 2. Приближенное решение уравнений самосогласованной
задачи
§ 3. Явление автофазировки, обусловленной значительным
током пучка
§ 4. Взаимодействие электронного пучка с электромагнитной
волной в области аномального эффекта Допплера с
учетом обмена энергией между волной и пучком
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

В последние 10 - 15 лет наблюдается устойчивый интерес к взаимодействию электромагнитных волн с релятивистскими электронными пучками ( РЭП ). Прежде всего это связано с перспективами использования РЭП для генерации и усиления электромагнитных волн СВЧ - диапазона [I, 2]. Преимущество применения таких пучков по сравнению с обычными, нерелятивистскими, связано, в основном, с двумя обстоятельствами: во-первых, с возможностью получения больших мощностей в пучке при одной и той же величине пространственного заряда [з] и во-вторых, с допплеровским преобразованием частоты излучения и связанной с этим перспективой получения длин волн миллиметрового и еубмиллиметрового диапазона [4]
Создание же мощных источников излучения в этом диапазоне открывает заманчивые возможности при использовании его в различных областях науки и техники. Кроме традиционных областей, таких, кая связь, локация, ускорительная техника, несомненный интерес представляет применение мощного СВЧ-излучения к решению энергетических проблем, на что указывал еще в 50-е годы академик П.Л.Капица [б] . Среди последних можно назвать нагрев плазмы в установках для управляемого термоядерного синтеза, проблему передачи энергии на расстояние с помощью высокочастотных электромагнитных колебаний.
Кроме релятивистской высокочастотной электроники следует отметить и другие области физики, в которых необходимо исследование взаимодействия заряженных частиц с электромагнитными волнами: теория ускорителей, физика плазмы, астрофизика, электронная спектроскопия.
§ 2. Эффект спонтанного фазирования (51,523
Рассмотрим случай продольного запуска электронов, т.е. когПри этом будем полагать, что выполняется условие резонанса ( 1.3.6 ) за счет варьирования статического магнитного поля. Отметим, что в случае волны круговой поляризации и продольного запуска электронов резонанс может поддерживаться для всех электронов пучка. Нас будет интересовать случай, когда в начале взаимодействия выполняются условия аномального эффекта Допплера. Очевидно, что все формулы § 3 главы X справедливы и нужно положить в них лишь = 0. Имеет смысл разделить процесс взаимодействия на две части, соответственно, в областях аномального и нормального эффектов Допплера. С математической точки зрения такое разбиение обусловлено наличием в формулах (1.3.16-1.3.17) знакового множителя
( 2.2.1 )
( 2.2.2 )
На первом участке поперечный импульс
возрастает и в точке % , где
1-/ги*

( 2.2.4 )
достигает своего максимального значения