Страница:Радиофронт 1935 г. №19.djvu/37

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


Инж. А. М. Халфин

(Продолжение. См. «РФ» № 13, 15, 16 и 17И8).

В предыдущей статье мы познакомились с электростатическими линзами и с некоторыми их особенностями. Между фокусировкой электронных лучей этими линзами и фокусировкой световых лучей мояшо было провести далеко идущую аналогию.

В магнитных линзах, к которым мы сейчас перейдем, этого сходства значительно меньше.

ФОКУСИРОВКА ОДНОРОДНЫМ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ

Этот вид фокусировки наиболее простой. Он легко может быть рассчитан н имеет большое распространение. Сущность ее сводится к тому, что электроны в магнитном поле движутся по винтовым линиям (см. статью в № 15).

Представим себе, что электрон имеет в точке А (рнс. 38) скорость ч>, лежащую в плоскости чертежа. Пусть эта скорость наклонена под углом а к силовым линиям однородного магнитного поля (напряженности Н гаусс). Тогда, как мы зиаем, электрон будет навиваться на круглый цилиндр, параллельный полю. Направление винтовой траектории определяется правилом буравчика. Радиус цилиндра

R —

mv%

Не

где слагающая скорости, перпендикулярная силовым линиям. Электрон, описывая винтовую линию, движется вдоль поля со скоростью (слагающая вдоль силовых линий).

Задача фокусировки влектронных лучей заключается в том, чтобы все электроны, вылетевшие из точки А под различными углами а, вновь собрались в одной определенной точке А5. Заметим кстати, что лучи, идущие параллельно силовым линиям, полем не отклоняются и поэтому прямо приходят в точку А.

Мы докажем сейчас, что однородное поле способно фокусировать лучи при некоторых определенных услевиях.

Первое из них заключается в том, что все электроны должны иметь одинаковую скорость v. Это требование к электронным лучам будет в дальнейшем пред’являться почти всегда н, как мы увидим, выполняется на практике с достаточною точностью.

Второе требование заключается в том, что углы «, разлета пучка электронных лучей, должны быть невелики и не должны превышать нескольких градусов. Это требование чрезвычайно легко выполнимо. Электронная оптика характерна именно тем, что ь ней приходится иметь дело со слабо расходящимися пучками. На этом очень важном вопросе мы подробнее остановимся в дальнейшем.

Подсчитаем время полного оборота нашего влектрона (рис. 38). Для этого достаточно разделить путь на скорость. Путь этот, считая, что

электрон не имел бы продольной скорости, составляет при полном обороте длину окружности, получающейся в сечении нашего цилиндра. Эта длвна равняется

2 T.TTVU,

2т:/? — ——- (заменяем R его выражением).

С другой стороны, составляющая скорости, соответствующая движению по этой окружности (рис. 39), равняется гт2- Отсюда время полного оборота влектрона

у, 2тг R 27СПТО2 2т.т 1

т'2 Hev 2 е Н

Таково же будет очевидно время, за которое электрон описывает целый виток (при наличии поступатет ьн <й скорости). Из этого расчета мы сразу обнаружим одну замечательную вещь. Так

2т:т

как ведичинп v2 сократилась и —— — величина т

постоянная, ибо —отношение массы электрона

Рис. 38

к его заряду, то период обращения электрона Т совершенно не зависит от слагающей скорости и вообще от скорости электрона. Если напряженность поля Н постоянная, то для всех электронов с любыми скоростями, навивающихся на цилиндры различных радиусов, период Т будет одинаков.

Теперь мы предположим, что угол а очень мал (второе требование). При этом условии слагающие скоростей vi вдоль силовых линий для любых, но малых углов а будут равняться скорости v. (На рис. 38 для наглядности изображен случай, когда « сравнительно велик). Так как, кроме того, скорости v всех электронов одинаковы (первое условие), то мы можем сказать, что все электроны нашего слабо расходящегося пучка движутся вдоль поля с одинаковою скоростью v ~ г»!-

Теперь вспомним, что период обращения электронов вокруг своих цилиндров (которые значительно тоньше, чем это изображено на рис. 38)