Поправки к величине томсоновского сечения, обусловленные релятивистскими эффектами и наличием дрейфовой скорости классического заряда в поле монохроматической плоской волны
А. В. Пересторонин
Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, 119991 Москва, Россия
Abstract
Предложен подход к решению релятивистской задачи о движении классического
заряда в поле монохроматической плоской волны произвольной поляризации
(линейной, круговой или эллиптической), основанный на анализе 4-векторного
уравнения движения заряда в совокупности с 4-векторным и тензорными
уравнениями, которым удовлетворяют компоненты тензора электромагнитного поля
монохроматической плоской волны, и позволяющий получить аналитические
выражения для усредненного по времени квадрата 4-ускорения заряда, а также
для усредненных значений любых, периодических по времени системы отсчета
величин.
Получены выражения, описывающие в произвольной инерциальной системе отсчета
интегральную мощность рассеянного излучения, пропорциональную
усредненному по времени квадрату 4-ускорения заряда, и интегральное сечение
рассеяния, являющееся
отношением мощности рассеянного излучения
к интенсивности падающего.
Для системы отсчета, в которой заряд в среднем покоится,
найдено выражение,
определяющее величину сечения рассеяния,
совпадающее при круговой
и линейной
поляризации падающей волны с известными результатами,
и
описывающее, кроме того, случай эллиптической поляризации
падающей волны.
Для лабораторной системы отсчета, в которой начальная скорость заряда равна
нулю, получено выражение,
определяющее величину сечения рассеяния,
учитывающее релятивистские эффекты и наличие в этой системе отсчета ненулевой
дрейфовой скорости частицы.
В случае круговой поляризации падающей волны сечение
рассеяния в лабораторной системе отсчета равно величине томсоновского
сечения.