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带电粒子束光学

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样章
作者：
吕建钦
定价：
31.00元
ISBN：
978-7-04-012965-6
版面字数：
380.000千字
开本：
16开
全书页数：
206页
装帧形式：
平装
重点项目：
暂无
出版时间：
2003-12-30
读者对象：
高等教育
一级分类：
物理学与天文学类
二级分类：
物理学/应用物理学/天文学专业课程
三级分类：
物理学研究生教材
　　本书是教育部研究生工作办公室推荐的研究生教学用书,主要论述加速器及其他电子和离子光学系统理论与技术研究的基本原理和基本方法.全书共十五章,其中第一章至第四章讨论带电粒子在束流光学系统中聚焦和传输的基本原理;第五章至第九章讨论加速器中常用到的各种光学元件的离子光学性质;第十章讨论多极场透镜的像差问题;第十一章讨论束流脉冲化系统的工作原理和设计方法;第十二章和第十三章讨论强流束的引出和传输问题;第十四章对束流光学系统最优化设计方法做了简要介绍;第十五章简要介绍当今国际上流行的束流传输计算程序TRANS-PORT.
　　本书可作为加速器和相关专业的研究生和高年级本科生的教学用书,也可供有关科研和技术人员参考.
  • 第一章　电磁透镜中的场
    • 1.1　Maxwell方程组
    • 1.2　轴对称静电场
    • 1.3　轴对称静磁场
    • 1.4　磁多极场
      • 1.4.1　曲线坐标系中静磁标势的Laplace方程
      • 1.4.2　静磁场的幂级数展开
      • 1.4.3　静磁场的二级近似
      • 1.4.4　纯多极场分量
    • 1.5　解析法求解静电场
      • 1.5.1　等径双圆筒电极的电势分布
      • 1.5.2　等径三圆筒电极的电势分布
      • 1.5.3　圆孔膜片电极的电势分布
      • 1.5.4　多膜片电极系统的电势分布
    • 1.6　强流束的空间电荷场
      • 1.6.1　连续束流的空间电荷场
      • 1.6.2　椭球束的空间电荷场
    • 参考文献
  • 第二章　粒子在电磁场中的运动
    • 2.1　能量守恒定律
    • 2.2　直角坐标系中的运动方程
    • 2.3　圆柱坐标系中的运动方程
      • 2.3.1　轴对称电磁场中的轨迹方程
      • 2.3.2　轴对称静电场中的轨迹方程
      • 2.3.3　轴对称静磁场中的轨迹方程
    • 2.4　粒子在具有中央对称平面的磁场中的运动
    • 2.5　Lagrange与Hamilton动力学方程
      • 2.5.1　Hamilton原理与Lagrange方程
      • 2.5.2　带电粒子在电磁场中运动的广义势与Lagrange函数
      • 2.5.3　Hamilton正则方程
      • 2.5.4　以坐标为独立变量的Hamilton方程
    • 参考文献
  • 第三章　束流相空间基础
    • 3.1　相空间
    • 3.2　Liouville定理及其推论
    • 3.3　六维相空间
    • 3.4　束流的发射度与亮度
      • 3.4.1　发射度
      • 3.4.2　亮度
      • 3.4.3　接受相图
      • 3.4.4　束流匹配
    • 参考文献
  • 第四章　束流传输理论
    • 4.1　透镜的聚焦特性
      • 4.1.1　简单光学元件的矩阵表示
      • 4.1.2　透镜的光学特性
      • 4.1.3　透镜的成像特性
    • 4.2　束流相椭圆
    • 4.3　自由漂浮空间中的束包络
    • 4.4　Liouville不变量
    • 4.5　腰-腰传输
    • 4.6　束流σ矩阵
    • 4.7　束腰与最小束斑的关系
    • 4.8　束流传输特性
      • 4.8.1　成腰与P-F问题之间的关系
      • 4.8.2　成腰与F-F问题之间的关系
      • 4.8.3　再论腰-腰传输
    • 4.9　束流包络线方程
    • 4.10　六维相椭球
    • 参考文献
  • 第五章　轴对称静电透镜
    • 5.1　静电透镜的类型
    • 5.2　静电透镜的成像
      • 5.2.1　傍轴轨迹成像的性质
      • 5.2.2　Lagrange-Helmholtz关系
      • 5.2.3　静电透镜的基点参数
    • 5.3　静电透镜传输矩阵的计算
      • 5.3.1　计算方法Ⅰ——薄透镜近似法
      • 5.3.2　计算方法Ⅱ——特殊轨迹法
      • 5.3.3　计算方法Ⅲ——折线近似法
    • 5.4　静电加速管光学
      • 5.4.1　横向传输矩阵
      • 5.4.2　接受相图
      • 5.4.3　纵向传输矩阵
    • 5.5　静电透镜的纵向传输矩阵
    • 5.6　静电透镜中的束流包络线方程
    • 参考文献
  • 第六章　轴对称磁透镜
    • 6.1　轴对称磁场中的傍轴轨迹方程
    • 6.2　螺线管透镜
    • 6.3　短磁透镜
  • 第七章　束流的偏转与分析
    • 7.1　二极磁铁
    • ?.1.1　传输矩阵
    • ?.1.2　动量弥散效应
    • ?.1.3　边缘场聚焦
    • ?.1.4　均匀场偏转磁铁
    • ?.1.5　开关磁铁
    • ?.1.6　磁分析器
    • ?.1.7　延伸边缘场效应
    • ?.1.8　消色差及其应用
      • ?.1.9　均匀场磁铁的纵向传输矩阵
    • 7.2　静电分析器
    • 7.3　正交电磁场分析器
    • 参考文献
  • 第八章　四极透镜
    • 8.1　单个四极透镜
      • 8.1.1　磁四极透镜中的场与力
      • 8.1.2　传输矩阵
      • 8.1.3　光学特性
      • 8.1.4　薄透镜近似及等效表示
    • 8.2　四极透镜对
      • 8.2.1　一般性质
      • 8.2.2　反对称四极透镜对
      • 8.2.3　薄透镜近似
      • 8.2.4　四极透镜对的实际应用
    • 8.3　三单元四极透镜
    • 8.4　四极透镜的接受相图
      • 8.4.1　聚焦平面
      • 8.4.2　散焦平面
    • 8.5　静电四极透镜
    • 8.6　四极透镜的设计
      • 8.6.1　磁路计算
      • 8.6.2　极面形状的选择
      • 8.6.3　四极透镜的等效长度
    • 参考文献
  • 第九章　周期性聚焦系统
    • 9.1　周期性结构
    • 9.2　Hill方程
    • 9.3　本征值
    • 9.4　束流向量
    • 9.5　周期性结构中的束流传输——π变换
    • 9.6　稳定区域
    • 附录　周期性结构传输矩阵的推导
    • 参考文献
  • 第十章　多极场透镜的像差
    • 10.1　轨迹的描述与Taylor展开系数
    • 10.2　曲线坐标系到直角坐标系的转换
    • 10.3　多极场的一级和二级矩阵公式
      • 10.3.1　二级传输矩阵
      • 10.3.2　纯二极场的矩阵元(均匀场)
      • 10.3.3　纯四极场的矩阵元
      • 10.3.4　纯六极场的矩阵元
    • 10.4　曲线、斜入射磁场边界的传输矩阵——二级近似
    • 10.5　纵向二级像差
      • 10.5.1　纵向分离长度
      • 10.5.2　自由漂浮空间的纵向像差
      • 10.5.3　均匀场二极磁铁的纵向像差
      • 10.5.4　纯四极场的纵向像差
      • 10.5.5　边缘场的纵向像差
    • 10.6　二级像差的修正
      • 10.6.1　多极场强度
      • 10.6.2　像差修正
      • 10.6.3　引入多极场的途径
    • 10.7　高分辨率谱仪的设计
      • 10.7.1　像平面的倾角
      • 10.7.2　谱议设计实例
    • 参考文献
  • 第十一章　连续束流的切割与聚束
    • 11.1　扫描切割器
      • 11.1.1　切割器的工作原理
      • 11.1.2　切割器的脉冲宽度与束流利用率
      • 11.1.3　扫描切割对横向束流品质的影响
    • 11.2　聚束器
      • 11.2.1　一维聚束理论——单能粒子的聚束
      • 11.2.2　二维相空间聚束理论
      • 11.2.3　谐波聚束器
      • 11.2.4　散束器(Debuncher)
    • 参考文献
  • 第十二章　强流束光学
    • 12.1　强流束下光学元件的传输矩阵
      • 12.1.1　轴对称静电场中的强流束
      • 12.1.2　四极透镜中的强流束
      • 12.1.3　偏转磁铁中的强流束
    • 12.2　利用差分矩阵计算束流传输的逼近方法
      • 12.2.1　束包络迭代逐点近似法
      • 12.2.2　流强逐次逼近法
    • 12.3　粒子在相空间中的分布
      • 12.3.1　均方根值与相椭球
      • 12.3.2　粒子的分布类型
    • 12.4　强流束包络线方程
      • 12.4.1　K-V包络线方程
      • 12.4.2　均方根包络线方程与均方根发射度
      • 12.4.3　轴对称静电透镜中的包络线方程
    • 参考文献
  • 第十三章　束流引出光学
    • 13.1　带电粒子束产生的32次方定律
      • 13.1.1　空间电荷流的一般性质
      • 13.1.2　平面二极管公式
      • 13.1.3　柱面二极管公式
      • 13.1.4　同心球面二极管公式
    • 13.2　带电粒子束引出系统
      • 13.2.1　Pierce电极系统的基本原理
      • 13.2.2　带形束的Pierce电极系统
      • 13.2.3　柱形束的Pierce电极系统
      • 13.2.4　吸极孔处的束发散
    • 13.3　空间电荷所引起的束发散
      • 13.3.1　轴对称束的发散
      • 13.3.2　带形束的发散
    • 参考文献
  • 第十四章　束流光学系统的最优化设计
    • 14.1　最优化方法的基本概念
    • 14.2　一维寻优问题
      • 14.2.1　区间消去法
      • 14.2.2　函数逼近法
    • 14.3　多维寻优方法
      • 14.3.1　使用导数的寻优方法
      • 14.3.2　直接寻优方法
    • 参考文献
  • 第十五章　TRANSPORT程序简介
  • 参考文献

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