史密斯-珀塞耳效应

史密斯-珀塞耳效应（Smith-Purcell effect），理学-物理学-光学-〔光的产生〕-〔辐射和发光现象〕，自由电子掠过金属光栅表面时辐射出电磁场的现象。1953年，由美国哈佛大学研究生S.J.史密斯在E.M.珀塞耳指导下首次发现，后来被命名为史密斯-珀塞耳效应。史密斯和珀塞耳的实验利用范德格拉夫加速器产生的300千电子伏能量电子束，掠过金属光栅表面，得到波长450～550纳米的可见光。通过实验，他们给出了著名的色散关系式，即史密斯-珀塞耳辐射的共振条件：式中为波长；为光栅周期间距；为电子速度和真空中光速之比，恒小于1；为极化角；为谐波次数，是整数。史密斯-帕塞耳辐射具有如下特点：①装置简单。主要利用电子束与金属光栅的作用产生远场辐射，而光栅的加工简单方便。另外，装置体积小，可以方便地插入电子束装置，设计成紧凑型光源。②空间辐射分布。相对于同步辐射、自由电子激光、渡越辐射，史密斯-帕塞耳辐射具有很宽的出射角，且在不同的出射角辐射出不同频率的光。③频率可调。根据色散关系，史密斯-帕塞耳辐射可作为频率可调光源，可以根据目标波长设计电子束流能量和光栅结构。