【摘要】：显然，在静止状态下，处于电极极间距离D之内的电子e必然会受到电场Ez的作用而被加速，方向是由A向B，电子获得的能量是eVa。当电子e运行到没有电场的圆筒内时，便不能被继续加速。受这一思路的启发，科学家们发明了“行波加速管”。其基本工作原理和结构特点详见本章第二节。
前文已经指出，如果采用直流静态电场加速电子，由于受直流电压不能太高的限制，一般只能达到几百个keV级的能量，而实际上我们都需要几兆乃至几十兆电子伏（MeV）甚至更高的电子能量。由此人们想到，如果能让加速电场与被加速的电子同步向前运动，不就可以得到更高的电子能量么？这其实就是行波加速管的理论基础，行波加速管的基本理论模型，见图2-8-1。图中连接电源Va负极和正极的是A、B两个同轴圆筒形电极，两个电极的极间距离为D，极间电场强度用Ez表示。显然，在静止状态下，处于电极极间距离D之内的电子e必然会受到电场Ez的作用而被加速，方向是由A向B，电子获得的能量是eVa。当电子e运行到没有电场的圆筒内时，便不能被继续加速。如果让加速电场Ez与被加速电子e一起向前移动，即整个系统一起向前移动，并且系统的移动速度vz与电子前进速度ve始终保持一致，那么就可以让电子始终处于电极间距D的加速电场Ez之内，被加速电子e的能量就会得到持续提高。然而，由于电子很轻，经过几十keV的加速之后，电子速度就会接近光速，而宏观系统是不可能以接近光的速度运动的，所以，现实中不可能制造出这样的系统。不过，了解微波传输的人知道，当微波通过圆形波导管传输时（例如内径为10cm的圆形波导管），在其中可以激励起一种具有纵向分量的行波电场（TM01模），其传播的“相速度”甚至超过了光速。受这一思路的启发，科学家们发明了“行波加速管”。其基本工作原理和结构特点详见本章第二节。
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