СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие .....................................................................3

Глава 1. Поведение заряженных частиц в электромагнитном поле .............4

1.1. Принцип наименьшего действия ...............................................4

1.2. Основные уравнения движения ................................................6

1.3. Аналогия между движением заряженных частиц и распространением света .10

1.4. Движение частицы в однородных стационарных полях.......................12

Глава 2. Поля с аксиальной симметрией .......................................18

2.1. Аксиально-симметричное электростатическое поле ...........................18

2.2. Аксиально-симметричное магнитное поле ....................................20

2.3. Уравнения движения и теорема Буша ........................................22

2.4. Параксиальные уравнения движения .........................................24

2.5. Релятивистский случай .......................................................27

2.6. Слабонеоднородное магнитное поле. Ловушка Будкера ......................28

Глава 3. Элементы фокусирующих систем и их свойства ......................32

3.1. Электростатические линзы и зеркала .........................................32

3.2. Магнитные линзы .............................................................37

3.3. Параболическая линза Будкера ...............................................38

3.4. Аберрации линз с симметрией вращения......................................40

3.5. Квадрупольные линзы ........................................................42

Глава 4. Формирование потоков невзаимодействующих частиц................50

4.1. Теорема Лиувилля ............................................................50

4.2. Поперечный фазовый объем и проблема согласования потока................53

4.3. Движение частицы в периодических полях ...................................56

4.4. Уравнение Хилла и функции Флоке ..........................................69

4.5. Поток частиц в периодическом канале........................................64

4.6. Параметры Твисса. Эффективный эмиттанс потока ..........................66

Глава 5. Формирование потоков взаимодействующих частиц ..................68

5.1. Основные соотношения. Закон трех вторых ..................................68

5.2. Действие сил пространственного заряда ......................................70

5.3. Расплывание интенсивных потоков в свободном пространстве ...............72

5.4. Образование виртуальных катодов и предельный ток ........................75

5.5. Формирование интенсивных потоков магнитным полем ......................79

5.6. Интенсивный поток с конечным эмиттансом в периодическом канале........86

Литература .....................................................................89