荷電粒子が加速運動し電磁波を放射するとき,その放射率を荷電粒子の速度 や加速度
などの関数として表したいのですがどのようにしたらよいでしょうか?
ただし加速度をあたえる力は電気力
と磁気力
だけだとします.ここで
は荷電粒子の帯電量です.荷電粒子の質量は
とします.
概略的なことしか述べられませんが,いわゆる制動放射の放射率を計算することになると思います. 一般的な方法としては,リエナール・ヴィーヘルト(遅延)ポテンシャルを用いて,非相対論的近似(v/c<<1)でポインティング・ベクトルを計算し,その全立体角における放射エネルギーを求め,時間辺りの放射率を計算することになると思われます.この電磁場のポインティング・ベクトルは電磁場の単位時間辺りのエネルギー(密度)で,加速場における電磁放射の問題は電磁気の教科書に出ていると思います. 極めて複雑な計算であり,勿論ここで再現するわけには行きません.