qinq-2011-高能环形加速器物理.pdf

高能环形加速器物理 秦 庆 中国科学院高能物理研究所 加速器中心 第一章引言 §1.1 高能加速器发展历史及未来展望 （略） §1.2 必备知识 经典力学，电磁场理论，电动力学 狭义相对论 Hamilton 方程，矩阵 r r 一个电荷为 e 的带电粒子，在电场强度和磁感应强度分别为E 和B 的电磁场 中运动，则其运动方程为： r r r dp r e(E + v × B ) 。 （1.1） dt r r r v 这里，p γ mv 是带电粒子的动量， 是带电粒子的速度，m 为不变质量，γ 为 Lorentz 因子，即 1 r r γ ≡ , v ≡ v ⋅ v ， （1.2） 2 v 1− 2 c c 为光速。 电磁场满足 Maxwell’s 方程。在真空中，Maxwell’s 方程的表达式（微分方 程）为： r ⎧ 1 r ∇ ⋅ ρ ( , ) ⎪ E r t ε ⎪ 0 ⎪ r ∇ ⋅ B 0 ⎪ r ， （1.3） ⎨ r ∂B ∇ × E − ⎪ ⎪ ∂t r ⎪ r r