Страница:Радиофронт 1935 г. №16.djvu/35

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


от разности потенциалов V (в вольтах) приведена в следующей таблице:

V вольт

1 | 5

10

100

1 000

10 000

100 000

500 000

V км/сек

595 |l 330

1 880

5 95(

18 800

58 50

164 OO0J25O 900

Мы видим, что уже при одном вольте скорость более чем в тысячу раз превышает скорость распространения звука в воздухе (330 м/сек), а при высоких напряжениях она приближается к скорости света в пустоте (330 000 км/сек). Для небольших напряжений можно высчитать скорость электрона из формулы

v V км/сек,

где V дано в вольтах. Для больших напряжений скорость возрастает медленнее, чем это соответствует формуле, и при том так, что скорость электрона даже при сколь угодно большом напряжении никогда не может превзойти скорости света.

Огромные скорости электронов приводят к тому, что временем пролета их в небольших по размерам приборах можно пренебречь. В этом отношении о скорости электронных лучей в оптике электронов можно забывать так же, как это делают в оптике световой, считая, что лучи распространяются мгновенно. Однако в некоторых случаях скорость электронов и ее зависимость от напряжения в оптике электронов будут играть существенную роль, определяя принципиальные отличия последней от оптики световых лучей.

Покоящиеся неподвижные электроны не представляют собою лучей. Большинство же источников электронов выбрасывает («излучает») их с очень небольшими скоростями. Поэтому во всех без исключения электронно-оптических приборах мы встретимся с наличием электростатического поля, создающего поток быстрых электронов — электронных лучей.

Рис. 22

Если скорость электрона играет в оптике второстепенную роль, то путь, описываемый им в поле, или, как говорят, «траектория» его движения имеет первостепенное значение. В самом деле, траектория электрона определит «ход» электронного луча, состоящего из большого количества летящих электронов, а ход лучей и является основой оптики. Именно траектория электрона определит нам «оптическое» действие тех или иных полей. Подобно «геометрической оптике», изучение траекторий электронов даст иам «геометрическую оптику» электронов.

Нахождение траектории электрона, т. е. кривой, по которой движется электрон в электростатическом поле> — задача чрезвычайно трудная. Траектория может быть вычислена только для ограниченного случая простейших полей. Задача весьма сложна даже в том случае, если самое поле (силовые линии и эквипотенциальные поверхности) нам дано. Но иа практике дается не поле, ' электроды и потенциалы на них. Уже нахождение поля является, как мы видели, такой задачей, которую удается решить только опытным путем, сделав модель и исследуя поле путем «зоида».

Но допустим, что поле мы определили и сумели графически изобразить его в виде силовых линий. Как в этом случае начертить нам траекторию электронов, попавших в наше поле?

Было бы грубейшей ошибкой сказать, что электроны движутся в поле по силовым линиям. Это верно лишь в отдельных редких случаях, например в условиях рис. 21, когда начальная скорость электрона равна нулю.

Если мы в первый момент сообщим электрону некоторую скорость l7», перпендикулярную силовым линиям, то траектория электрона не будет прямой линией. Такое движение осуществляет шарик, брошенный на модель поля (рис. 22) с горизонтальной скоростью. Подобно брошенному горизонтально камню, шарик опишет кривую, называемую параболой. Самую траекторию электрона мы получим, рассматривая сверху движение шарика, скатывающегося по модели, т. е. проектируя траекторию его на горизонтальную плоскость (кривая /).

Таким образом, если мы пустим шарик на модели поля шарового заряда (рис. 11 в № 13 «РФ») без начальной скорости, то он упадет по силовой линии, и хотя его траектория на модели будет кривой вследствие кривизны самой поверхности ее, истинная траектория в поле будет прямой, являющейся продолжением радиуса шара. Эту прямую мы получим, спроектировав траекторию, описанную на модели поля, иа горизонтальную плоскость.

Траектории электрона только тогда могут быть прямыми линиями, когда направление скорости его и направление силовых линий везде совпадают между собою.

А это, как нетрудно сообразить, может иметь место только в таких полях, силовые линии которых изображаются прямыми, и только в том случае, когда начальная скорость электрона равна нулю. Если же силовые линии не прямые, то всегда, даже при нулевой начальной скорости электрона, траектория движения будет кривой, и кривой, не совпадающей с силовой линией.

Если электрон обладает некоторой скоростью в направлении, перпендикулярном силовой линии, то его траектория на небольшом участке, в пределах которого поле можно считать однородным- (т. е. напряженность поля постоянной), будет изображаться отрезком параболы, а всю траекторию электрона можно представить себе составленной us большого числа кусочков равличных парабол- Это дает нам возможность, хотя и с большим трудом, вычертить приблизительную траекторию электрона указанным способом, по данным силовым' линиям и эквипотенциальным поверхностям поля.

Итак, силовые линии не определяют траектории электрона, движущегося в поле. Они показывают только, в каком направлении изгибается эта траектория, а их густота (напряженность) — степень этого изгиба (кривизны).

Наиболее наглядным способом определения траектории электрона в электростатическом поле остается описанный способ скатывания шарика по модели поля.

ЭЛЕКТРОНЫ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ

Движение электрона в магнитном поле весьма своеобразно и в корне отличается от движения его в электростатическом поле.

Мы уже неоднократно упоминали, что летящие заряды представляют собою электрический ток.