磁多極輻射

磁多極場是指有多個磁極共同作用的磁場，磁多極輻射也即多磁極參與下的場輻射。對多極場和多極輻射的計算，通常用得較多的是泰勒展開法。隨著科學技術的發展，多極場的套用也越來越多，二極場（即偏轉場）可以作偏轉系統，四極場、六極場和八極場可以作像差矯正器。

基本介紹

• 中文名：磁多極輻射
• 外文名：magnetic multipole radiation
• 一級學科：工程技術
• 二級學科：電機工程
• 電磁輻射：頻率愈高，強度越大，能量就愈大
• 分類：二極場、四極場、六極場和八極場

電磁輻射

電磁輻射又稱電子菸霧，是由空間共同移送的電能量和磁能量所組成，而該能量是由電荷移動所產生。舉例說，正在發射訊號的射頻天線所發出的移動電荷，便會產生電磁能量。電磁“頻譜”包括形形色色的電磁輻射，從極低頻的電磁輻射至極高頻的電磁輻射。兩者之間還有無線電波、微波、紅外線、可見光和紫外光等。電磁頻譜中射頻部分的一般定義，是指頻率約由3千赫至300吉赫的輻射。有些電磁輻射對人體有一定的影響。

電磁輻射所衍生的能量，取決於頻率的高低和強度的大小。一般而言，頻率愈高，強度越大，能量就愈大。頻率極高的X光和伽瑪射線可產生較大的能量，能夠破壞構成人體組織的分子。事實上，X光和伽瑪射線的能量之巨，足以令原子和分子電離化，故被列為“電離”輻射。這兩種射線雖具醫學用途，但照射過量將會損害健康。X光和伽瑪射線所產生的電磁能量，有別於射頻發射裝置所產生的電磁能量。射頻裝置的電磁能量屬於頻譜中頻率較低的那一端，不能破解把分子緊扣一起的化學鍵，故被列為“非電離”輻射。

磁多極輻射簡介

磁多極場是指有多個磁極共同作用的磁場，磁多極輻射也即多磁極參與下的場輻射。

對多極場和多極輻射的計算，通常用得較多的泰勒展開法中，用矢勢所表示的靜態磁多極場比用標勢表示的局極電多極場所涉及的張量總要高出一階，因而計算也更為複雜。在處理較高次的輻射展開項時，需要把磁多極場部分和電多極場部分逐個進行分離歸類，這種歸類在次數愈高時愈繁雜。另外還有一個收斂速度的問題和高次項中混雜一些與低次項相同成份的問題。矢量球諧函式法雖能對此作較嚴格系統的處理，收斂性也較好，並能把同類型的電磁輻射歸類，但運算又較繁重冗長，特別是高次項的計算更是如此。

李芳昱仍採用泰勒展開的方法，但把各極靜態磁多極場表示成等效磁荷所對應的標勢形式，從而比同極矢勢形式所涉及的張量階數降低一階，至使涉及的分量個數大為減少，在某些情況下可很好地簡化運算。

相關研究

隨著科學技術的不斷發展，關於電磁場的理論和套用越來越多，非旋轉對稱電磁多極場的套用也越來越突出。二極場（即偏轉場）可以作偏轉系統，四極場、六極場和八極場可以作像差矯正器，可用來矯正旋轉對稱場的球差、色差和軸上像散，也可以用來矯正偏轉系統的畸變、像散場曲和彗差等，還可以用作傳輸器件和聚焦器件等。

對於多極場的套用研究,特別是基於磁偏轉複合系統的研究,已經有了很多報導。主要的研究內容是系統的電子光學性質和像差理論、三級像差和五級像差、大偏轉角問題，採用的方法主要是基於畢奧-薩伐爾定律的直接計算以及特殊的坐標系和坐標變換等。場參數理論最早用來描述偏轉磁場的性質，進而研究像差。

李國峰等根據磁多極場的對稱性，首先導出了磁多極場磁場分量的泰勒級數展開式，定義了磁多極場的場參數，然後根據畢奧-薩伐爾定律，導出了馬鞍型磁多極場線圈的場參數理論計算公式。對各個場參數數量級的大小進行了分析,找出了場參數的遞推規律,給出了場參數高階導數的計算方法，從而能夠準確計算整個空間的磁場值。還從簡單單根導線計算結果過渡到多根導線或具有某種連續分布的情況，這對於磁二極場、磁四極場、磁六極場等的套用提供了可靠的理論依據。