Токовые характеристики полей излучений.

Дифференциальная плотность тока частиц ( , E, ) – есть вектор, направленный вдоль направления , модуль которого равен φ ( , E, ):

         ( , E, )=  φ ( , E, )                (2.9).

По аналогии с потоковыми величинами определяются интегральные токовые величины, однако необходимо учитывать, что при интегрировании по углу дифференциальной плотности тока частиц эта операция должна выполняться по правилам векторной алгебры. В итоге направление вектора интегральной плотности тока частиц, обычно называемого плотность тока частиц ( ) = ∫∫ ( , E, ) dΩ dЕ, заранее не известно и определяется результирующим вектором, указывающим преимущественное направление движения частиц в поле излучения. Наиболее ярко разница между потоковыми и токовыми величинами проявляется при их сравнении в однородном равномерном поле излучения, когда характеристики поля не зависят от пространственных и угловых переменных. Отсутствие преимущественного направления частиц приводит к тому, что результирующая плотность тока частиц равна 0, а плотность потока имеет вполне конкретное значение, определяемое мощностью источников излучения в среде.

Дифференциальная плотность тока частиц определяет прохождение частиц через конкретную единичную площадку S, нормаль к которой совпадает с вектором . На практике приходиться решать задачи по определению числа частиц, пересекающих площадку S_k, произвольным образом ориентированную относительно направления движения частиц  (рис.2.3.)

Рис.2.3. К определению проекции тока на произвольную площадку

Пусть известна дифференциальная плотность тока частиц ( , E, ) в точке . Тогда число пересечений единичной площадки S_k , нормалью к которой является вектор , можно рассматривать как проекцию дифференциальной плотности тока частиц на направление, задаваемое вектором :

 J_k ( ,E, )= ( ,E, ) = φ( ,E, ) = φ( ,E, )Cosθ (2.10).

Из соотношения (2.10) видно, что модуль дифференциальной плотности тока частиц или проекция тока частиц на направление вектора  всегда меньше, за исключением мононаправленного пучка излучений, дифференциальной плотности потока частиц.

По аналогии с интегральными характеристиками плотности тока и плотности потока частиц можно ввести интегральные характеристики проекции тока излучения на выделенное направление, определяемое вектором .      

В частности, энергетическое распределение проекции тока частиц имеет вид:

          J_k ( ,E) = ( ,E, ) dΩ= φ ( ,E, )dΩ=  

            = φ( ,E, )      (2.11)

А проекция тока частиц на выделенное направление равна:

     J_k ( ) = ( , E, )  dΩ =  

= φ ( , E, )      (2.12)

Контрольные вопросы к главе 2.

1. В чем разница между дифференциальной плотностью частиц и дифференциальной плотностью потока частиц? Запишите связь между ними.

2.  Функцией скольких переменных являются дифференциальные характеристики поля излучения? Назовите эти переменные.

3. Каков физический смысл плотности потока частиц?

4. Что такое флюенс частиц?

5. Назовите разницу между током и потоком частиц в однородном равномерном поле излучений.

6. Что характеризует проекция тока частиц на выделенную площадку.