Страница:Радиофронт 1935 г. №16.djvu/36

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


Электронные лучи отличаются от привычного нам тока только тем, что в них электроны летят свободно, между тем как в обычном токе электроны движутся по проводнику (проволоке).

Выше мы подробно разобрали, как влияет магнитное поле на ток. Сила, определяемая законом взаимодействия тока и магнитного Поля приложена к проводнику, но которому течет ток. Если электроны летят свободно, то оказывается, соответствующая сила воздействует непосредственно ва летящие электроны.

Чтобы найти «ход» электронного луча в магнитном поле, достаточно определить траекторию отдельного летящего электрона, а это мы сможем сделать только тогда, когда определим силу,- с которой действует поле напряженности Н гаусс на летящий электрон. Подсчитаем для этого, какой силе тока ‘ соответствует один электрон, летящий со скоростью V.

Предположим, что через поперечное сечение электронного луча пролетает в секунду N электронов. Так как заряд каждого электрона равен с, то общий заряд, пролетающий через поперечное сечение луча в одну секунду, будет 2Ve. Это и будет, по определению, сила тока в пучке ' = Ne. Предположим далее, что всегда у нас в каждом сантиметре длины луча движется No электронов и все они имеют скорость V. Тогда очевидно, что число электронов, пролетающих сечение луча в секунду, будет равно N = No v, ибо за секунду сквозь сечение пройдут все электроны, находившиеся на участке луча длиной в V см до нашего сечения. Следовательно, « — NB v. е.

На единицу длины этого тока, если электроны летят перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, действует по закону Ампера сила / £5 J И — Na ev • Н. Если на каждый сантиметр длины луча придется не N0 электронов, а всего один электрон, то эта сила будет в N„ раз меньше: / £2 е . v - Н = i . Н.

Эта сила приложена уже к отдельному электрону, ибо в данном месте на одном сантиметре

Рис. 23

«тока» летит всего один электрон. Отсюда мы можем заключить, что магнитное поле действует на отдельный электрон, летящий со скоростью V, так же, как оно бы действовало на «непрерывный ток» силы i = ev. Чтобы получить, следовательно, силу тока, эквивалентного (равнозначного) одному летящему электрону, нужно помножить заряд электрона на его скорость. Под током ev нужно понимать именно такой, численно равный ему, воображаемый «непрерывный ток», который подвергается равному с электроном воздействию поля. Самое же понятие «тока» при отдельных, редко летящих электронах теряет обычный смысл непрерывно текущей «жидкости», представление, применимое при очень большом числе электронов.

Что касается направления силы, действующей на летящий электрон в магнитном поле, то она получается из правила «левой руки». Нужно только помнить, что электроны суть отрицательные заряды и, следовательно, направление полета электронов и направление эквивалентного тока противоположны.

Разберем наиболее важный случай, когда электрон с постоянной скоростью v влетает в однородное магнитное поле напряженности Н перпендикулярно силовым линиям. Сила, действующая на него, направлена перпендикулярно скорости его движения и указана на рис. 23. Она равна f—Hev и всегда направлена перпендикулярно скорости. Следовательно, электрон начнет заворачиваться по некоторой кривой. В механизме доказывается, что если иа тело действует сила, всегда перпендикулярная скорости и при том постоянная по величине, то тело будет двигаться по окружности. Таково в первом приближении движение земли вокруг солнца. Сила притяжения всегда направлена к солнцу приблизительно перпендикулярно скорости движения земли. Вращающийся на веревочке камушек движется по окружности именно потому, что сила натяжения веревочки в каждый момент перпендикулярна его скорости. Итак, электрон, летящий с постоянной скоростью, перпендикулярной силовым линиям в однородном поле, движется по окружности, хотя в этом случае и нет никакого «притягивающего центра».

Рис. 24

Можно представить себе дело так, что траектория электрона как бы навивается на силовые линии поля, причем направление закручивания электрона определяется правилом буравчика, ввинчивающегося по силовым линиям.

Зная выражение силы, как бы «стремящейся» притянуть электрон к некоторому центру, можно вычислить радиус окружности, по которой движется наш электрон. Для этого мы возьмем выражение для такой «центростремительной силы» из механики:

ПТ!’2

h К

где т — масса тела, V — его скорость и R — радиус окружности. Эта сила равняется, очевидно, силе воздействия поля на электрон /= tlev. Мы можем, следовательно, написать:

m г’2

~R~

— Hev.

А отсюда, сокращая обе части равенства на v, легко получить выражение для радиуса окружности:

R =

еН

Это значит, что окружность получается тем большего радиуса, чем больше скорость электрона и чем меньше напряженность поля. Когда поле равно нулю, R Становится бесконечно большим, т. е. электрон движется по прямой линии, как это и должно быть. С другой стороны, когда v — о, «электрон пеподвижг^», R также уменьшается до нуля, т. е. электрон движется по окружности «нулевого 'радиуса» или, другими словами, остается