电气学院蔡承颖教授撰写的《电磁辐射与加速器束流动力学导论》近日由华中科技大学出版社正式出版。该书内容融合了作者近年的部分研究成果与学习心得,可作为电气工程或物理专业电磁辐射、粒子加速器束流动力学等方向的高年级本科生或研究生教材。

电磁辐射与加速器束流动力学导论》共三册。第一册以时变电磁场与电磁辐射理论为主题,从电磁场基础知识出发,阐述相对论速度运动的带电粒子在加速器中产生电磁辐射的机理与特性,重点介绍同步辐射与波荡器辐射。第二册介绍单粒子束流动力学,阐述带电粒子在磁聚焦结构中的横向动力学与考虑射频加速结构及同步辐射效应的纵向动力学运动规律,并以自由电子激光为专题,介绍这一高亮度相干光源的基本原理与工作模式。第三册着重介绍多粒子集体效应,分析束团内粒子相互作用对束流稳定性的影响,并介绍超快电子成像、相干同步辐射、微束团不稳定性、稳态微聚束(SSMB)新型光源等前沿专题以及束流测量与诊断的基本原理。全书由浅入深,各册既相互衔接,也可独立参考。
粒子加速器是现代基础科学与应用研究的重要大型装置。从探索物质微观结构的同步辐射光源,到能够“拍摄” 分子运动的自由电子激光(FEL)与超快电子成像装置(UED),背后都离不开对电磁辐射和带电粒子束运动规律的深入理解。这一领域涉及电磁场理论、特殊相对论和经典力学等多个学科,知识体系庞杂,目前适合高年级本科生或研究生系统入门学习的中文教材相对较少。该书将经典电磁理论与加速器前沿研究衔接起来,为学生进入相关领域研究提供一条循序渐进的学习路径。
该教材先后获批华中科技大学2024年研究生教材立项项目、电气与电子工程学院首批(2025年)研究生精品课程与教材项目。该教材的顺利出版,不仅体现了蔡承颖教授长期从事粒子加速器束流物理与电磁辐射理论研究的深厚功底,也反映了我院通过研究生课程建设与教材出版方面的持续建设投入,将为粒子加速器、电磁辐射等相关领域的人才培养提供条件保障,对推动我院人才培养和学科交叉创新研究具有积极意义。

蔡承颖2008年至2011年毕业于台湾清华大学,先后获得电机工程学士与物理硕士学位。2017年毕业于美国弗吉尼亚理工大学,获得物理学博士。2017年至2018年间在美国斯坦福大学直线加速器中心从事自由电子激光与束流动力学相关博士后研究。2018年底入职华中科技大学电气与电子工程学院至今,主要研究领域为电磁辐射与高亮度电子束传输动力学,特别是束流集体不稳定性、相干电磁辐射机制研究与中低能束流空间电荷效应等问题。