المَزْوِضَة

المُتموج هو جهاز إدخال من فيزياء الطاقة العالية ، وعادةً ما يكون جزءًا من منشأة أكبر، كحلقة تخزين السنكروترون ، أو قد يكون مكونًا من مكونات ليزر الإلكترون الحر . يتكون من بنية دورية من مغانط ثنائية القطب ، والتي قد تكون مغانطًا دائمة أو مغانطًا فائقة التوصيل . يتناوب المجال المغناطيسي الساكن على طول المُتموج بطول موجي محدد.${\displaystyle \lambda _{u}}$تُجبر الإلكترونات التي تعبر بنية المغناطيس الدورية على التذبذب، وبالتالي تشع طاقة. الإشعاع الناتج في جهاز التموج شديد الكثافة ومُركّز في نطاقات طاقة ضيقة في الطيف. كما أنه مُوجّه على مستوى مدار الإلكترونات. يُوجّه هذا الإشعاع عبر خطوط شعاعية لإجراء تجارب في مجالات علمية متنوعة.

معامل قوة جهاز التموج هو:

${\displaystyle K={\frac {eB\lambda _{u}}{2\pi m_{e}c}}}$،

حيث e هي شحنة الإلكترون، وB هو المجال المغناطيسي،${\displaystyle \lambda _{u}}$هي الفترة المكانية لمغناطيسات المموج،${\displaystyle m_{e}}$هي كتلة سكون الإلكترون، و c هي سرعة الضوء .

تُحدد هذه المعلمة طبيعة حركة الإلكترون.${\displaystyle K\ll 1}$تكون سعة تذبذب الحركة صغيرة، ويكون الانحراف العرضي شبه جيبي كدالة للزمن، بحيث يمكن أن يكون للمموجات الطويلة نطاق ترددي ضيق على المحور، ومعظم الطاقة المشعة تقع حول الطول الموجي الأساسي.${\displaystyle 1\ll K}$سعة التذبذب كبيرة، والانحراف العرضي لم يعد جيبيًا مع الزمن، بحيث يحتوي على مركبات فورييه للتوافقيات العليا للطول الموجي الأساسي. يتميز هذا النوع من الأجهزة بطبيعته بنطاق ترددي أوسع بكثير، ويُطلق عليه عادةً اسم "المذبذب". ^{[ 1 ]}

بعيدًا عن محور جهاز التموج، يتسع طيف الإشعاع بفعل تأثير دوبلر المعتمد على الزاوية ، لذلك لمراقبة النطاق الترددي الضيق بشكل طبيعي، يجب استخدام فتحة صغيرة لاختيار مخروط الإشعاع المركزي فقط.

لجهاز مزود${\displaystyle N}$مع فترات زمنية وفتحة صغيرة بما يكفي، يتناسب سطوع جهاز التموج مع${\displaystyle N^{2}}$بينما يتناسب سطوع الدودة المتذبذبة فقط مع${\displaystyle N}$يعود هذا الاختلاف إلى النطاق الترددي الأضيق بطبيعته للمُموج. ^{[ 2 ]} ولأن الإشعاع المنبعث من المُموج غير متماسك، فإن القدرة تتناسب طرديًا مع عدد الإلكترونات. أما في ليزر الإلكترون الحر ، فيتحقق قدر من التماسك، ويمكن أن تتناسب القدرة طرديًا مع عدد الإلكترونات.

يمكن التحكم في استقطاب الإشعاع المنبعث باستخدام مغناطيس دائم لحث مسارات إلكترونية دورية مختلفة عبر جهاز التموج. إذا كانت التذبذبات محصورة في مستوى واحد، فسيكون الإشعاع مستقطبًا خطيًا. أما إذا كان مسار التذبذب حلزونيًا، فسيكون الإشعاع مستقطبًا دائريًا، وتُحدد اتجاهية الاستقطاب بحسب شكل الحلزون.

معيار جودة جهاز التموج هو الإشعاع الطيفي .

أثبت الفيزيائي الروسي فيتالي غينزبورغ نظريًا إمكانية بناء أجهزة التموج في ورقة بحثية نُشرت عام 1947. ^{[ 3 ]} ونشر جوليان شوينغر ورقة بحثية مفيدة عام 1949 ^{[ 4 ]} اختزلت الحسابات اللازمة إلى دوال بيسل ، والتي وُضعت لها جداول. وكان لهذا الأمر أهمية بالغة في حل معادلات التصميم، إذ لم تكن الحواسيب الرقمية متاحة لمعظم الأكاديميين في ذلك الوقت.

قام هانز موتز وزملاؤه في جامعة ستانفورد بعرض أول جهاز تموج في عام 1952. ^{[ 5 ] [ 6 ]} وقد أنتج هذا الجهاز أول إشعاع تحت أحمر متماسك من صنع الإنسان. وكان التصميم قادراً على إنتاج نطاق ترددي كامل يمتد من الضوء المرئي وصولاً إلى الموجات المليمترية .

• صفحة دي تي أتوود في جامعة بيركلي: الأشعة السينية اللينة والأشعة فوق البنفسجية الشديدة . محاضرته وعروضه التوضيحية متاحة على الإنترنت.