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前言 1

第一章 电子及其特性 1

1.1 电子 1

1.2 电子的质量 9

1.3 电子的特性 18

一、电子自旋 19

二、电子的自旋共振 21

三、电子的回旋共振 26

1.4 电子的加速 30

1.5 电子流体振荡 38

第二章 超高速粒子的运动规律 47

2.1 四元矢 47

2.2 相对论分析力学 52

2.3 电磁场中的带电粒子 64

一、电磁场中带电粒子的作用量 64

二、电磁场中带电粒子的运动方程 69

2.4 带电粒子等速运动的场 74

2.5 虚光子概念 80

第三章 相对论性带电粒子在电磁场中的运动 86

3.1 相对论性带电粒子在均匀电场中的运动 86

3.2 相对论性带电粒子在恒定磁场审的运动 90

3.3 相对论性带电粒子在电磁场中的运动 97

3.4 相对论性带电粒子在交变电场中的运动 102

3.5 相对论性带电粒子在缓变磁场中的运动 105

3.6 电子在混合的摆动器场、辐射场和轴向静电波场中的运动 113

一、混合电磁场的基本假设 113

二、电子的横向运动 114

三、电子的纵向运动 115

第四章 相对论性带电粒子的自发辐射 117

4.1 带电粒子的势和场 117

4.2 相对论性带电粒子的辐射功率 125

4.3 相对论性带电粒子的辐射角分布 132

4.4 同步辐射 143

4.5 轫致辐射 149

4.6 切伦柯夫辐射 158

4.7 渡越辐射 167

第五章 粒子碰撞的能量转移 171

5.1 粒子运动 171

5.2 带电粒子碰撞的能量损失 175

5.3 瑞利散射和拉曼散射的经典理论 181

5.4 相对论性电子与光子的碰撞 191

第六章 摆动器 197

6.1 波动器与摆动器 197

6.2 静磁摆动器 210

6.3 均匀和非均匀摆动器 215

6.4 二元摆动器和光速调管 222

6.5 多元摆动器 227

第七章 自由电子激光 234

7.1 自由电子激光的形成 234

一、自由电子产生电磁波 234

二、康普顿自由电子激光 240

三、拉曼自由电子激光 246

7.2 自由电子激光的单粒子理论 253

一、电子的运动方程 253

二、自发辐射和受激辐射 麦蒂定理 255

三、摆动（pendulum）方程 267

四、波-粒子相互作用 273

五、摆动方程的物理意义 283

六、增益 288

7.3 自由电子激光的经典理论 293

一、伏拉索夫（Vlasov）方程 293

二、自由电子激光的经典理论 297

7.4 自由电子激光的非线性理论 303

7.5 自由电子激光的发展与展望 314

一、高效率自由电子激光器 315

二、无摆动器自由电子激光 323

三、两级自由电子激光 328

四、波导自由电子激光 329

五、特殊波长自由电子激光 338

六、自由电子激光的应用前景 340

附录A FEL的量子描述 343

附录B MKSA有理制与高斯制中主要电磁学公式对照表 347

参考文献 348

索引 359