Resumen de la lección "Haces de electrones. Tubo de rayos catódicos"

· Haces electrónicos.Los haces de electrones se entienden como flujos de electrones dirigidos, cuyas dimensiones transversales son mucho menores que su longitud. Los haces de electrones se descubrieron por primera vez en una descarga de gas que se producía a presión reducida.

En una descarga luminiscente, los iones positivos eliminan una gran cantidad de electrones del cátodo. Si la descarga ocurre en el tubo con una rarefacción muy alta, entonces el camino libre medio de los electrones aumenta y el espacio oscuro del cátodo se expande. Los electrones expulsados ​​del cátodo por los iones positivos se mueven casi sin colisión y forman rayos catódicos Estos rayos se propagan normalmente a la superficie del cátodo. Si se hace un agujero en el ánodo de un tubo de electrones, entonces parte de los electrones acelerados por el campo eléctrico , vuela a través del agujero, formando un haz de electrones detrás del ánodo.

· Propiedades y aplicación de haces de electrones. Los haces de electrones provocan el brillo (fluorescencia) de ciertas sustancias. Estos incluyen vidrio, zinc, sulfuros de cadmio, etc. Estas sustancias se llaman fósforos Esta propiedad de los haces de electrones se utiliza en la electrónica de vacío: el brillo de las pantallas de televisión, los osciloscopios, los convertidores óptico-electrónicos, etc. Al entrar en los cuerpos, los haces de electrones hacen que se calienten. Esta propiedad se utiliza para soldar metales ultrapuros en vacío.

Los haces de electrones se desvían en campos eléctricos y magnéticos. La capacidad de controlar un haz de electrones mediante un campo eléctrico y magnético y el brillo de las pantallas recubiertas de fósforo bajo la acción de los haces de electrones se utilizan en los tubos de rayos catódicos.

· Tubo de rayos catódicos. El dispositivo de un tubo de rayos catódicos se muestra en la fig. 12.4.1. Es una botella de vacío de vidrio. L , en el que hay un "cañón de electrones", que consiste en un cátodo calentado A emitiendo electrones, y un ánodo con un diafragma (generalmente varios ánodos ubicados uno tras otro) D1 , D2 . Se crea una diferencia de potencial entre el cátodo y el ánodo. tu , permitiendo acelerar los electrones a alta velocidad y obtener un haz estrecho. Donde el haz de electrones golpea la pantalla mi , recubierto con una composición fluorescente, aparece un punto luminoso brillante.

El haz de electrones está controlado por dos pares de placas. De 1 Y Desde 2 ubicados perpendiculares entre sí. campo de placas De 1 desplaza el haz en la dirección horizontal, el campo de placas Desde 2 - en vertical. en platos De 1 Y Desde 2 Puede aplicar voltaje de CC o CA. Dependiendo de esto, el punto luminoso en la pantalla permanecerá en su lugar o se moverá, formando una línea recta, una sinusoide, etc. El dispositivo del osciloscopio se basa en esta propiedad. En casos más complejos, se pueden obtener puntos oscuros y claros alternados en la pantalla, que dan una imagen de los objetos. Observamos tal fenómeno en el tubo de rayos catódicos del televisor.

Preguntas de revisión:

1. ¿Qué es la ionización de un gas y la recombinación de iones en un gas?

2. ¿Qué es una descarga de gas?

3. ¿Cuál es la diferencia entre descargas de gas independientes y no autosuficientes?

4. ¿Qué son las descargas luminiscentes y de arco?

5. ¿Qué es el plasma? ¿Qué propiedades tiene?

6. ¿Qué es un diodo, cómo funciona y por qué puede funcionar como un rectificador de CA?

7. ¿Qué son los haces de electrones, qué propiedades tienen, dónde se utilizan?

8. Dé ejemplos del uso de una descarga luminiscente en ingeniería.

9. Dé ejemplos de la aplicación práctica del plasma.

10. Describa el mecanismo de formación de avalanchas de iones de electrones.

Resumen:

En el proceso de estudiar el tema, nos familiarizamos con las propiedades de las descargas de gas y el flujo de corriente eléctrica en gases y vacío.

Solicitud

Apéndice N 1.

La distribución de electrones y huecos está descrita por la función de Fermi-Dirac.

,

Dónde f FD(mi) es la probabilidad de que el estado de energía esté ocupado y pueda fluctuar de 0 antes 1 ,

E F es el nivel de Fermi, a menudo llamado energía de Fermi o potencial electroquímico.

Según el principio de Pauli, cada estado cuántico solo puede estar ocupado por un electrón. Con un mayor número de ellos, a temperaturas de cero absoluto, todos los estados son más bajos E F rellenado:

f FD ( mi) = 1 , y por encima E F están libres de electrones y f FD(mi) = 0 . Dado que en T \u003d 0ºK, los electrones de conducción tienen una energía distinta de cero, pero se distribuyen en todos los estados permitidos de 0 a E F (eV) entonces

.

El nivel de Fermi en un semiconductor intrínseco viene dado por la ecuación:

Densidad de estados g(E)

El número de estados por unidad de intervalo de energía por unidad de volumen de un semiconductor en función de la energía.

En dos fases adyacentes entre sí, el equilibrio electrónico se logra cuando los niveles de Fermi son iguales. -

Apéndice No. 2.

Para determinar el tipo de función φ(x) usamos la ecuación de Poisson conocida de la electrostática, que relaciona el potencial de campo u(x) con densidad aparente ρ(x) cargas estacionarias que crean este campo.

Esta ecuación se parece a:

aceptar ρ(х) = qNd

Glosario

Sustancias amorfas	Desde el punto de vista termodinámico, el HP amorfo se encuentra en un estado metaestable y debe cristalizar con el tiempo. Las sustancias amorfas se comportan como líquidos con una viscosidad anormalmente alta. Estos incluyen vidrios, plásticos y resinas A medida que aumenta la temperatura, se ablandan gradualmente y se vuelven capaces de fluir como líquidos [§1.1].
Anisotropía	La heterogeneidad de las propiedades de un cristal en diferentes direcciones, que es el resultado de su simetría y estructura interna [§1.1].
Niveles de aceptación	Las impurezas que capturan electrones de la banda de valencia de un semiconductor se denominan aceptador niveles de aceptor. Los semiconductores que contienen estas impurezas se denominan semiconductores de agujeros, o semiconductores p-tipo; a menudo denominado semiconductores aceptor. [§ 3.6.1].
Capa de adsorción	Ver [§ 4.2.2].
Capacidad de barrera	Con voltaje inverso aplicado a pag-norte transición, los portadores de carga de ambos signos están a ambos lados de la transición, y hay muy pocos de ellos en la región de la transición misma. Por lo tanto, en modo de voltaje inverso pag-norte la transición es una capacitancia. Este contenedor se llama barrera (Cb). [§ 8.5].
Conexiones de Van der Waals	Las fuerzas de interacción en tales cristales están determinadas por la presencia de momentos eléctricos naturales o inducidos en las moléculas [§ 1.3].
banda de valencia	Cuando los átomos se acercan entre sí a una distancia de unos 10 a 8 cm, las funciones de onda de los electrones atómicos se superpondrán. Debido a esto, el nivel de energía de los electrones de valencia se convierte en una zona, llamada zona de valencia [§ 2.1].
enlace de hidrógeno	En los cristales con enlaces de hidrógeno, cada átomo de hidrógeno está unido por fuerzas de atracción simultáneamente con otros dos átomos. El enlace de hidrógeno, junto con la atracción electrostática de los momentos dipolares de las moléculas de agua, determina las propiedades del agua y el hielo[§1.1].
Característica de corriente-voltaje de la unión p-n	Ver [§8.4].
Duración de los medios	El tiempo de vida promedio de los portadores de carga en un semiconductor generalmente se llama vida útil del transportista[§ 3.8].
gas degenerado	En un gas degenerado, no todos los electrones libres pueden participar en la formación de conductividad eléctrica, sino solo aquellos que se encuentran directamente en el nivel de Fermi [§ 5.2.2].
Generación de portadores de carga	La generación de portadores de carga (la formación de electrones libres y huecos) se produce bajo la influencia de los efectos caóticos térmicos de los átomos de la red cristalina (generación térmica), bajo la influencia de los cuantos de luz absorbidos por el semiconductor (generación de luz) y otras energías factores [§ 3.4].
heterounión	Una heterounión es una unión formada en la interfaz entre dos semiconductores con diferentes intervalos de banda. [§ 9.3].
Defectos en un cristal	Las violaciones de la periodicidad de la red, que no se reducen a movimientos térmicos, se denominan defectos [§ 1.7].
Defectos de Schottky	En los cristales reales, algunos nodos de la red cristalina, en los que deberían ubicarse los átomos, resultan estar desocupados [§ 1.7].
Defectos de Frenkel	Surgen cuando un átomo deja su lugar en un nodo de la red cristalina y se coloca en intersticios rodeados de átomos ubicados en los lugares que les corresponden [§ 1.7].
Ubicaciones	Este tipo de defecto surge cuando un plano atómico adicional incompleto se encaja entre los planos atómicos [§ 1.7].
Agujero	Una vacante en un enlace covalente se llama hueco. Un enlace incompleto tendrá un exceso de carga positiva igual en magnitud a la carga de un electrón [§ 3.2].
Niveles de donantes	Las impurezas que son la fuente de los electrones de conducción se denominan donantes, y los niveles de energía de estas impurezas son niveles de donantes. Los semiconductores que contienen una impureza donante se denominan semiconductores electrónicos, o semiconductores m-tipo; a menudo denominado semiconductores donantes[§3.6.1].
corriente de deriva	La corriente debida a un campo eléctrico externo se llama corriente de deriva[§ 3.8].
Corriente de difusión	La corriente resultante de la difusión de portadores desde un área donde su concentración aumenta hacia un área con menor concentración se llama Corriente de difusión sin deriva. [§ 3.8].
Longitud de difusión	La distancia promedio que recorren los transportistas durante su vida se llama longitud de difusión de los portadores de carga..
doble capa electrica	La combinación de iones positivos en la superficie de un metal y electrones que aparecen sobre la superficie se llama doble capa eléctrica..
Zona prohibida	Las zonas de energía permitida están separadas entre sí por un intervalo denominado zona prohibida o brecha de energía [§ 2.1].
Banda de conducción	Sin embargo, si en la zona superior ocupada, pero no completa, hay niveles de energía libre a los que pueden pasar los electrones, entonces forman los llamados banda de conducción[§ 2.1].
cristales iónicos	Los cristales iónicos (NaCl, KC1, etc.) se caracterizan porque las fuerzas de atracción que actúan entre los iones son electrostáticas. [§1.1].
Índices de Miller	En cristalografía, se acostumbra usar símbolos especiales para designar planos. Índices de Miller.[§ 1.6].
láser de inyección	Ver [§10.6].
Inversión de la población	Inversión de población: la relación entre las poblaciones de diferentes niveles de energía de átomos o moléculas de una sustancia, en la que el número de partículas en la parte superior de un par dado de niveles es mayor que en la parte inferior. [§10.5].
Cristal	Un cristal es una colección de átomos ordenados en el espacio y mantenidos cerca de la posición de equilibrio por fuerzas de interacción. Las unidades estructurales de HP son átomos, moléculas o iones. Los TC termodinámicamente estables son cristalinos, ya que tienen una energía interna mínima, al aumentar la temperatura, al alcanzar una determinada temperatura, llamada punto de fusión, saltan al estado líquido. El cristal tiene una estructura periódica discontinua. [§1.1].
cristal covalente	En los cristales covalentes (diamante, Ge, Si, etc.), los electrones de valencia de los átomos vecinos se comparten, por lo que un cristal covalente se puede considerar como una molécula enorme [§1.1].
Clase de simetría	La cristalografía muestra que hay un total de 32 combinaciones posibles de elementos de simetría. Cada una de estas combinaciones posibles se llama clase de simetría. En la naturaleza, solo hay cristales que pertenecen a una de las 32 clases de simetría [§ 1.3].
coeficiente de pasillo	Ver [§ 6.1.1].
Diferencia de potencial de contacto	Ver [§ 7.1.1].
coherencia	La coherencia es el flujo coordinado de varios procesos oscilatorios u ondulatorios en el tiempo. Aquellos. si la diferencia de fase de dos oscilaciones permanece constante en el tiempo, o si dos oscilaciones monocromáticas ideales tienen la misma frecuencia, entonces tales oscilaciones se llaman coherentes. [§10.5].
láseres	La radiación coherente estimulada se denomina con estimulado o inducido y los emisores de tales ondas se llaman láseres (del inglés Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation - amplificación de luz debido a la radiación inducida). [§10.4].
conexión metálica	En los cristales metálicos, el enlace (enlace metálico) se debe a la interacción colectiva de los electrones móviles con el núcleo de la red cristalina. Los metales de transición también se caracterizan por un enlace covalente realizado por electrones de capas internas vacías [§1.1].
cristales moleculares	En los cristales moleculares, las moléculas están interconectadas por fuerzas electrostáticas relativamente débiles (fuerzas de van der Waals) debido a la polarización dinámica de las moléculas [§1.1].
Concentración de no equilibrio	Si, con la ayuda de cualquier acción externa, se perturba el equilibrio dinámico de las concentraciones de electrones y huecos en un semiconductor, entonces un adicional falta de equilibrio concentración de portadores de carga. [§3.8].
gas no degenerado	En el caso de un gas no degenerado, la densidad de llenado de la banda de conducción con electrones es tan pequeña que casi nunca se encuentran tan cerca que su comportamiento podría estar limitado por el principio de Pauli [§ 5.2.1, § 5.2.2] .
Descarga de gas no autosostenida	El proceso de corriente que fluye a través de un gas se llama descarga de gas. La corriente en el gas, que se produce en presencia de ionizador externo, llamado descarga de gas no autosuficiente.
Eje de simetria	Si el cristal tiene un eje de simetría (eje de rotación), entonces se puede alinear consigo mismo, es decir llevado a una posición indistinguible del original, girando un cierto ángulo alrededor de este eje. Dependiendo de la simetría del cristal, el ángulo de rotación requerido para alinear el cristal consigo mismo puede ser de 360, 180, 120, 90, 60 grados. ( 2p / p, Dónde norte= 1, 2, 3, 4 o 6) [§ 1.3].
Principales transportistas	Los electrones constituyen la gran mayoría de los portadores de carga en los semiconductores. PAG-tipo, llamado principal portadores de carga y orificios menor.. Y viceversa, los agujeros constituyen la gran mayoría de los portadores de carga en los semiconductores. pag-tipo, llamado principal portadores de carga y electrones menor.[§ 3.6.2, § 3.6.3].
transición óhmica	Contacto, cuya resistencia eléctrica es pequeña y no depende de la dirección de la corriente en un rango operativo dado de corrientes. [§9.3.3].
Período de transmisión	Transmisión A representado por un vector que tiene una dirección específica y un valor numérico igual a A, llamado período de transmisión[§1.3].
plano de simetria	Si una mitad del cristal coincide con la otra cuando se refleja en un cierto plano, como en un espejo, ese plano se llama plano de simetría [§ 1.3].
eje giratorio	Este elemento de simetría resulta de la aplicación simultánea de dos operaciones: rotación alrededor de un eje y reflexión especular en un plano perpendicular al eje [§ 1.3].
Semiconductores	Semiconductores, una amplia clase de sustancias con un mecanismo electrónico de conductividad eléctrica, en términos de su valor específico s ocupando una posición intermedia entre los metales (s ~ 10 4 -10 6 Ohm -1 cm -1) y buenos dieléctricos (s ~ 10 -12 -10 -11 Ohm -1 cm -1) (los rangos de valores de s se dan a temperatura ambiente) [§ 3.1].
Semiconductor de impurezas	Un semiconductor que tiene impurezas se denomina impureza, y su conductividad eléctrica debida a la presencia de impurezas en el cristal se denomina impureza [§ 3.6.1].
semiconductor tipo n	Consulte Niveles de donantes. [§ 3.6.1].
semiconductor tipo p	Ver Niveles de aceptación [§ 3.6.1].[ § 3.6.3].
Conductividad de impurezas	La conductividad causada por la presencia de impurezas de átomos con diferente valencia en un cristal semiconductor se denomina impureza [§ 3.6.2].
Transición Schottky	Rectificación de contacto metal-semiconductor PAG-tipo llamado Transición Schottky. La característica más importante de la transición de Schottky en comparación con rp la transición es sin inyección de portador minoritario. [§9.1].
Fenómenos superficiales en semiconductores	Fenómenos físicos que ocurren en la superficie de un cristal semiconductor causados ​​por una violación de la distribución del potencial de la red cristalina del semiconductor debido a su rotura en la superficie; la presencia de enlaces de valencia no compensados ​​en los átomos superficiales; distorsión del potencial de red debido a los átomos de la superficie; distorsión del potencial de red debido a posibles defectos superficiales en la estructura cristalina. [§9.2].
Potencial de superficie	Si tomamos el potencial en el volumen del semiconductor igual a cero, entonces el potencial de la superficie será diferente de cero debido a la presencia de cargas entre el volumen y la superficie. La diferencia de potencial entre la superficie y el volumen se llama potencial de superficie[§9.2].
Descomponer	Túnel - basado en el efecto túnel que estudiamos - cuando los electrones pasan a través de una barrera potencial r-p- transición sin cambiar su energía.
Avalancha: el mecanismo de descomposición de la avalancha es similar al mecanismo de ionización por impacto en los gases. Bajo la acción de un fuerte campo eléctrico, los electrones pueden liberarse de los enlaces covalentes y recibir energía suficiente para superar la barrera de potencial en r-p- transición. Moviéndose a gran velocidad en la zona. r-p- transición chocan con átomos neutros y los ionizan.
Térmica: las fallas eléctricas y térmicas en muchos casos ocurren simultáneamente. Durante la ruptura eléctrica, el semiconductor se calienta y luego ocurre la ruptura térmica. La generación térmica de pares electrón-hueco conduce a un aumento en la concentración de portadores de carga minoritarios y a un aumento en la corriente inversa, y un aumento en la corriente, a su vez, conduce a un mayor aumento de la temperatura. El proceso crece como una avalancha. Con un calentamiento excesivo del cristal, la unión pn falla irreversiblemente.
Función del trabajo	La función de trabajo se llama el trabajo para mover un electrón desde un conductor al espacio circundante es igual al producto de la carga del electrón mi sobre la diferencia de potencial pasada φ 0 .[§ 4.2.1].
Recombinación de portadores de carga	El proceso de transformación de un electrón libre en un electrón ligado y la desaparición de un par de portadores de carga (hueco de electrones) se denomina recombinación.
Fuerzas de interacción	La naturaleza de las fuerzas de interacción entre los átomos en los cristales es bien conocida. Estas son las fuerzas eléctricas de repulsión y atracción de partículas cargadas positiva y negativamente presentes en cada átomo. [§1.1].
Singonía	En cristalografía, se acostumbra combinar 32 clases de simetría en 7 sistemas de simetría o 7 singonías, que llevan los siguientes nombres en orden ascendente de simetría: sistema triclínico, que incluye dos clases de simetría, sistema trigonal, que combina siete clases, sistema monoclínico, que incluye tres clases, sistema hexagonal - cinco clases, rómbico, también con tres clases, sistema tetragonal con siete clases, sistema cúbico [§ 1.3]. [§ 1.3].
Semiconductor propio	Un semiconductor será intrínseco si la influencia de las impurezas en sus propiedades es despreciable. En él, los portadores de carga gratuita surgen solo debido a la ruptura de los enlaces de valencia [§ 3.2].
emision estimulada	Puede surgir un proceso en el que todos los átomos excitados emitan casi simultáneamente, interconectados y de manera que los fotones generados sean absolutamente indistinguibles de los que provocaron esta generación. Tal emisión coherente estimulada se llama estimulado o inducido[§10.4.].
Par termoeléctrico	Ver [§11.2.1].
termoelemento	Ver [§ 11.2.2].
Fenómenos termoeléctricos	Ver [§10.1.1].
Transmisión	El cristal tiene una estructura periódica discontinua. Desde un punto de vista geométrico, tal estructura se puede crear usando una operación de desplazamiento paralelo llamada transmisión[§1.3].
Sólido	Un estado sólido (TT) es tal estado de agregación de una sustancia, que se caracteriza por la constancia de la forma del macrosistema considerado y la naturaleza especial del movimiento térmico de los átomos que componen el macrosistema. Hay HP cristalinos y amorfos. Los TC termodinámicamente estables son cristalinos, ya que tienen una energía interna mínima [§1.1].
grupo de radiodifusión	La posición de cualquier punto en la red espacial está determinada por una combinación de desplazamientos ma+nb+pc. Combinación de tres vectores a B C llamado grupo de radiodifusión[§1.3].
Unión p-n de ruptura térmica	La ruptura térmica de la unión p-n ocurre debido a la extracción de electrones de valencia de los enlaces en los átomos durante las vibraciones térmicas de la red cristalina. La generación térmica de pares electrón-hueco conduce a un aumento de la concentración de portadores de carga no principales ya un aumento de la corriente inversa. [§8.4].
efecto túnel	El efecto túnel consiste en que los electrones atraviesan la barrera de potencial de la unión p-n sin cambiar su energía. [§8.6].
Fotoconductividad de semiconductores	El fenómeno de la fotoconductividad es el aumento de la conductividad eléctrica de un semiconductor bajo la influencia de la radiación electromagnética. [§ 10.1].
Efecto fotorresistivo	La esencia de este fenómeno es que cuando los cuantos de luz se absorben con energía suficiente para ionizar los propios átomos del semiconductor o ionizar las impurezas, aumenta la concentración de portadores de carga. [§10.2].
Centro de simetría	Si hay un punto en el cristal que tiene la propiedad de que cuando se reemplaza el radio-vector r, cualquiera de las partículas que forman el cristal a su vector inverso - r, el cristal pasa a un estado indistinguible del original, entonces este punto se denomina centro de simetría o centro de inversión [§ 1.3].
Extracción de portadores de carga	Para portadores minoritarios (agujeros en norte- región y electrones en R- región) no hay barrera potencial en la transición electrón-hueco, y serán atraídos por el campo hacia la región pn transición. Este fenómeno se llama extracción.[§ 8.2].
celda elemental	Un paralelepípedo construido sobre tres traslaciones elementales a, b, c se llama paralelepípedo elemental o celda elemental.[ §1.3].
elementos de simetria	plano de simetría, eje de simetría, centro de simetría, eje de simetría de rotación especular[ §1.3].
Potencial electroquímico	Energía potencial electroquímico- el trabajo que debe gastarse para cambiar el número de partículas en el sistema por unidad, siempre que el volumen y la temperatura sean constantes [§ 3.3].
Avería eléctrica unión p-n	La ruptura eléctrica ocurre como resultado de la emisión electrostática interna (ruptura de Zener) y bajo la influencia de la ionización por impacto de los átomos semiconductores (ruptura de avalancha). [§ 8.4].
Emisión electrónica	Ver [§ 4.2.2].
Transición de agujero electrónico (transición p-n).	La transición entre materiales con conductividad eléctrica de tipo n y tipo p se denomina unión p-n. [§ 7.2].
dominio electrostático	Ver Efecto Gunn [§ 5.6].
energia fermi	A una temperatura igual al cero absoluto T = 0K la energía de todo el sistema atómico, incluido el gas de electrones, es mínima. Sin embargo, en este caso, se observa una situación característica cuando los electrones ubicados en los niveles de energía superiores todavía tienen una energía suficientemente grande que no pueden perder y van a los niveles inferiores debido a la prohibición de Pauli. La energía de los electrones que ocupan el nivel más alto de los ocupados se denota ε máx. y se llama energía de Fermi [§ 2.1, § 3.3].
Masa efectiva	El efecto sobre el movimiento de un electrón en el campo del potencial cristalino periódico de iones y otros electrones conduce al hecho de que las propiedades de los portadores de corriente en un cristal (electrones de conducción y huecos) difieren en muchos aspectos de las propiedades de los electrones en espacio libre. Y su masa (masa efectiva) puede ser muy diferente de la masa de un electrón libre y depender de la dirección del movimiento [§ 3.5].
efecto Gann	Ver [§ 5.6].
efecto Zinner	Ver [§ 5.6].
efecto seebeck	Ver [§ 10.1.1].
efecto peltier	Ver [§ 10.1.2].
efecto Thomson	Ver [§ 10.1.3].
efecto Hall	El fenómeno de la aparición en un semiconductor con una corriente que fluye a través de él de un campo eléctrico transversal bajo la influencia de un campo magnético se denomina efecto Hall. [§ 6.1.1].
efecto marcado	Ver [§ 5.6].

>>Física: Haces de electrones. Tubo de rayos catódicos

Si se hace un agujero en el ánodo de un tubo de vacío, parte de los electrones acelerados por el campo eléctrico volarán hacia este agujero, formando un haz de electrones detrás del ánodo. El número de electrones en el haz se puede controlar colocando un electrodo adicional entre el cátodo y el ánodo y cambiando su potencial.
Propiedades de los haces de electrones y su aplicación. El haz de electrones, al caer sobre el cuerpo, hace que se calienten. En la tecnología moderna, esta propiedad se utiliza para la fusión electrónica al vacío de metales ultrapuros.
Al desacelerar electrones rápidos que caen sobre una sustancia, un rayos X. Este fenómeno se utiliza en los tubos de rayos X.
Algunas sustancias (sulfuros de vidrio, zinc y cadmio), bombardeadas por electrones, brillan. En la actualidad, entre los materiales de este tipo (fósforos), se utilizan aquellos en los que hasta un 25% de la energía del haz de electrones se convierte en energía luminosa.
Los haces de electrones son desviados por un campo eléctrico.. Por ejemplo, al pasar entre las placas de un condensador, los electrones se desvían de la placa cargada negativamente a la cargada positivamente ( figura 16.20).
El haz de electrones también se desvía en un campo magnético.. Al volar sobre el polo norte del imán, los electrones se desvían hacia la izquierda, y al volar sobre el sur, se desvían hacia la derecha ( figura 16.21). La desviación de los flujos de electrones provenientes del Sol en el campo magnético de la Tierra hace que el resplandor de los gases de las capas superiores de la atmósfera (aurora boreal) se observe solo en los polos.

La capacidad de controlar el haz de electrones mediante un campo eléctrico o magnético y el brillo de una pantalla recubierta de fósforo bajo la acción del haz se utiliza en un tubo de rayos catódicos.
Un tubo de rayos catódicos es el elemento principal de uno de los tipos de televisores y un osciloscopio, un dispositivo para estudiar procesos de cambio rápido en circuitos eléctricos ( figura 16.22).

El dispositivo del tubo de rayos catódicos se muestra en la figura 16.23. Este tubo es un cilindro de vacío, una de cuyas paredes sirve de pantalla. Se coloca una fuente de electrones rápidos en el extremo angosto del tubo: pistola de electrones (figura 16.24). Consiste en un cátodo, un electrodo de control y un ánodo (más a menudo se ubican varios ánodos uno tras otro). Los electrones son emitidos por una capa de óxido caliente desde la cara final de un cátodo cilíndrico. CON rodeado por un escudo térmico H. Luego pasan a través del orificio en el electrodo de control cilíndrico. EN(regula el número de electrones en el haz). Cada ánodo ( un 1 Y un 2) consta de discos con pequeños agujeros. Estos discos se insertan en cilindros de metal. Se crea una diferencia de potencial de cientos e incluso miles de voltios entre el primer ánodo y el cátodo. Un fuerte campo eléctrico acelera los electrones, y estos adquieren una mayor velocidad. La forma, la ubicación y los potenciales de los ánodos se eligen de modo que, junto con la aceleración de los electrones, el haz de electrones también se enfoque, es decir, el área de la sección transversal del haz en la pantalla se reduce a tamaños casi puntuales.

En su camino hacia la pantalla, el haz pasa secuencialmente entre dos pares de placas de control, similares a las placas de un capacitor plano (ver Fig. 16.23). Si no hay campo eléctrico entre las placas, entonces el haz no se desvía y el punto luminoso se ubica en el centro de la pantalla. Cuando la diferencia de potencial se imparte a las placas ubicadas verticalmente, el haz se desplaza en dirección horizontal, y cuando la diferencia de potencial se imparte a las placas horizontales, se desplaza en dirección vertical.
El uso simultáneo de dos pares de placas le permite mover el punto luminoso en la pantalla en cualquier dirección. Dado que la masa de los electrones es muy pequeña, reaccionan casi instantáneamente, es decir, en muy poco tiempo, ante un cambio en la diferencia de potencial de las placas de control.
En un tubo de rayos catódicos utilizado en un televisor (el llamado cinescopio), el haz creado por el cañón de electrones se controla mediante un campo magnético. Este campo es creado por bobinas colocadas en el cuello del tubo ( figura 16.25).

Un cinescopio de color contiene tres cañones de electrones separados y una pantalla de estructura de mosaico, compuesta por tres tipos de fósforos (rojo, azul y verde). Cada haz de electrones excita fósforos del mismo tipo, cuyo brillo en conjunto crea una imagen en color en la pantalla.
Los tubos de rayos catódicos son muy utilizados en muestra- dispositivos conectados a computadoras electrónicas (computadoras). La pantalla de visualización, similar a la pantalla del televisor, recibe información registrada y procesada por la computadora. Puede ver directamente texto en cualquier idioma, gráficos de varios procesos, imágenes de objetos reales, así como objetos imaginarios que obedecen las leyes escritas en el programa de computadora.
En los tubos de rayos catódicos se forman estrechos haces de electrones controlados por campos eléctricos y magnéticos. Estos haces se utilizan en osciloscopios, cinescopios de TV y pantallas de computadora.

???
1. ¿Cómo se lleva a cabo el control del haz de electrones?
2. ¿Cómo funciona un tubo de rayos catódicos?

G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, N.N.Sotsky, Física Grado 10

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Los haces de electrones que se mueven a altas velocidades se pueden usar para producir rayos X, fundir y cortar metales. La capacidad de los haces de electrones para ser desviados por campos eléctricos y magnéticos y hacer que los cristales brillen se utiliza en los tubos de rayos catódicos.

Los haces de electrones se obtienen utilizando un cañón de electrones, un dispositivo de vacío, generalmente un diodo, en el que los electrones salen volando del cátodo debido al cap. El enfoque del haz se lleva a cabo mediante lentes electrónicas que generan la energía eléctrica necesaria.

Los rayos beta son haces de electrones. El índice cero refleja el hecho de que la masa del electrón es insignificantemente pequeña en comparación con la masa del nucleón. Índice - 1 indica que la partícula bajo consideración tiene un signo negativo, igual en magnitud, pero de signo opuesto, a la carga del protón.

La radiación ultravioleta o un haz de electrones (agente iniciador) inicia una p-ción rápida de radicales moleculares, liberando la energía almacenada en la mezcla en forma de un pulso corto de radiación coherente.

Por lo tanto, los campos eléctricos con un cambio continuo de potencial se utilizan para influir en los haces de electrones.

Cabe señalar que los haces de electrones interactúan fuertemente con la materia. El grosor máximo permitido de la muestra es de solo unas pocas micras. Esta circunstancia limita en gran medida las posibilidades del método para estudiar sistemas líquidos dispersos. Por lo general, se estudian muestras finamente cristalinas depositadas sobre sustratos especialmente tratados.

Por lo tanto, resulta posible informar el haz de electrones que vuelan a lo largo de o: n sg. El haz de electrones, al interactuar con este campo, puede dar a la línea parte de su energía y, por lo tanto, amplificar las ondas que viajan en la línea, o excitar tales ondas.

En un haz ordinario no polarizado de electrones o positrones, los espines de las partículas se dirigen aleatoriamente. Así, después de algún tiempo (tiempo de relajación) un haz ordinario de electrones o positrones se polariza - los espines de las partículas toman una orientación ordenada.

Tales ondas pueden ser excitadas por haces longitudinales de electrones o iones. En cuanto a las ondas que se propagan en la dirección de la deriva del electrón (a 0), sólo la presencia de un gradiente de densidad resulta suficiente para su crecimiento en el tiempo.

Las cadenas de polímeros se entrecruzan directamente mediante haces de electrones de alta energía. Estos electrones generan macrorradicales PE extrayendo radicales de hidrógeno. Normalmente, este método se utiliza para la fabricación de cables de 1-1 kV con aislamiento XLPE.

Lente de electrones de cátodo electrostático. / - cátodo. 2 - electrodo de enfoque. 3-ánodo. Las líneas delgadas son equipotenciales. O es uno de los puntos del cátodo. Espacio-sección sombreada de la región ocupada por el flujo de electrones emitidos por el punto O.| Lentes electrónicas cilíndricas electrostáticas. un diafragma con una hendidura. b-lente de inmersión que consta de dos placas. En la región por donde pasan las partículas cargadas, el campo de la lente no cambia en la dirección paralela a las ranuras del diafragma o los espacios entre las placas de los electrodos adyacentes. Sección transversal de electrodos de lentes cilíndricas electrostáticas por un plano que pasa por el eje z perpendicular al plano medio. a-cilíndrico (diafragma de hendidura. b-lente cilíndrica de inmersión. - lente cilíndrica única. g-lente cilíndrica de cátodo. K, y K2 - potenciales de los electrodos correspondientes. | 2 líneas de campo 3-polo magnético 4-devanado de excitación Doblete de dos lentes electrostáticas de cuadrupolo

El medio principal de la electrónica de vacío de microondas, que sirve para convertir la energía de una fuente de CC en la energía de un campo electromagnético de oscilaciones de microondas, son los haces de electrones: flujos de electrones extendidos limitados en la sección transversal.

Los haces de electrones se crean utilizando dispositivos ópticos electrónicos especiales, los llamados cañones de electrones, que emiten electrones acelerados, cuyas trayectorias son aproximadamente paralelas al eje del cañón.

Consideremos características básicas de los haces de electrones como la potencia, la permeabilidad y la intensidad del haz de electrones, así como la relación entre la configuración del haz de electrones y el SV del dispositivo.

Potencia del haz (el producto de la corriente que transporta I para voltaje tu, por el cual se aceleraron los electrones) determina la potencia del dispositivo de microondas: PAG=tu I.

Una característica importante del flujo de electrones es la permeabilidad, definida como . Perveance es una medida de la intensidad de un flujo. En los dispositivos de microondas, por regla general, se utilizan flujos de electrones intensos, en los que la fuerza de repulsión mutua de los electrones afecta significativamente el movimiento de los electrones, por lo que su acción no puede despreciarse. Intensivos, como muestran los cálculos, deben ser considerados flujos en los que la perveancia toma valores mayores a 10 -8 -10 -7 A/B 3/2 . Debido a la pequeñez del valor numérico de la permeancia, a menudo se usa un valor más conveniente: la micropermanencia  m , definida por la igualdad

 =  metro  10 -6 . (1.34)

El poder del flujo de electrones a través de la permeabilidad se puede expresar mediante la fórmula

PAG=tu I=tu 5/2 .

Como se puede ver en la fórmula, a una pervencia constante, el poder crece muy rápidamente a medida que tu(entonces, con un aumento en el voltaje en un orden de magnitud, la potencia aumenta más de 300 veces).

Sin embargo, en todos los dispositivos, es más rentable aumentar la potencia no tanto aumentando el voltaje, sino aumentando la corriente del haz, ya que cuanto mayor sea el voltaje de operación, más complejo será el diseño de los aisladores en el dispositivo y más complejas las fuentes de energía y, como resultado, el volumen y la complejidad de los equipos de alto voltaje. Reducir el voltaje de operación a una potencia de haz dada no solo reduce la complejidad del equipo, sino que también conduce a una disminución en las dimensiones del dispositivo debido a una reducción en la longitud de las secciones activas del sistema electrodinámico (EMF). En un TWT, a medida que aumenta la perverencia, la ganancia y la eficiencia pueden aumentar.

Para que el haz formado se utilice con éxito en dispositivos electrónicos de microondas, es necesario, manteniendo una buena forma, atravesar todo el espacio de interacción con campos de alta frecuencia. Dado que las fuerzas de Coulomb significativas de repulsión mutua de las cargas actúan en haces de electrones de alta corriente, lo que lleva a un "hinchamiento" de los haces, este problema a menudo resulta no menos complicado que la formación del propio haz.

Para combatir el "hinchamiento" de los haces, lo más frecuente es utilizar un campo magnético constante paralelo al eje del haz. Debido a la longitud relativamente grande de los dispositivos, se debe crear un campo magnético suficientemente fuerte en un área grande. Por lo tanto, la masa del sistema de enfoque magnético (MFS) es muy grande. Los costos más bajos de potencia y masa de los sistemas magnéticos se logran cuando se utiliza el enfoque magnético periódico, en el que el haz de electrones pasa a lo largo de un campo magnético alterno. Dicho sistema se ensambla a partir de anillos magnéticos cortos separados por casquillos hechos de un material con alta permeabilidad magnética. Se logra un resultado similar con la ayuda del enfoque electrostático periódico, que se lleva a cabo mediante varias lentes electrostáticas ubicadas periódicamente. Tal sistema tiene incluso menos peso y consumo de energía.

Además del confinamiento magnético, existe otra forma de combatir el "hinchamiento" de los haces, que consiste en introducir en el volumen del haz de electrones una determinada cantidad de iones cargados positivamente, que con su carga espacial compensan la negativa espacial. carga de electrones. En el caso más simple, los iones se pueden crear dejando una cierta cantidad de gas "sin bombear" en el volumen del dispositivo. Los electrones del haz en su camino ionizarán las moléculas de este gas. Los electrones secundarios formados como resultado de la ionización son expulsados ​​fuera del haz por las fuerzas de Coulomb, mientras que los iones positivos serán retenidos por estas fuerzas en su mayor parte. Como resultado, incluso a presiones muy bajas del gas residual, se puede formar tal cantidad de iones positivos que su concentración es comparable a la concentración de electrones en el haz. En este punto, la acumulación de iones se detendrá y se establecerá un estado estacionario, en el que se forma un medio casi neutro parecido al plasma en el volumen del haz. La carga espacial de los electrones resulta estar compensada y el haz no se "hincha". El fenómeno descrito, denominado enfoque de iones, se observa a presiones de gas residual superiores a 10 -6 mm Hg. Arte.

Dependiendo de la forma de la sección transversal, los haces de electrones se dividen en tres tipos principales: de cinta, axialmente simétricos y tubulares.

El sistema de formación de un flujo electrónico es un conjunto de campos eléctricos y magnéticos, así como los electrodos y circuitos magnéticos que los forman, necesarios para crear flujos electrónicos de la configuración deseada. Contiene cuatro áreas:

1) la región del cañón de electrones, en la que hay una fuente de electrones: un cátodo y un ánodo, entre los cuales se aplica un voltaje de aceleración tu 0 ;

2) región de transición: la región entre la pistola y la región de la parte regular del MFS, en la que la fuerza del campo electrostático creado por los electrodos disminuye bruscamente, continúa la acción de las fuerzas de carga espacial, que al final de la región se convierte en la principal fuerza de desenfoque que tiende a expandir el flujo, las fuerzas de enfoque de los campos magnéticos se dirigen al eje del haz; en la región de transición, la formación del flujo de electrones finaliza y los parámetros del flujo creado por el cañón se “coinciden” con los parámetros de la parte regular del sistema de formación;

3) el área de la parte regular del sistema de formación, en la que se encuentra el EMF del dispositivo y el flujo interactúa con el campo de microondas;

4) el área del colector, en la que fluyen los electrones de los "residuos", percibidos por una superficie metálica especial, completan su movimiento en el sistema; a mayor eficiencia del dispositivo, menor potencia disipada en el colector; la forma de la superficie del colector se elige de tal manera que las cargas térmicas en esta superficie no excedan el valor específico permitido.

RAYO DE ELECTRONES- un flujo de electrones que se mueve a lo largo de trayectorias cercanas en una dirección, que tiene dimensiones que son mucho mayores en la dirección del movimiento que en el plano transversal. Ya que E. p. es un conjunto de cargas del mismo nombre. partículas, en su interior hay carga espacial electrones, creando los propios. eléctrico campo. Por otro lado, los electrones que se mueven a lo largo de trayectorias cercanas pueden considerarse como corrientes lineales que crean las suyas propias. magn. campo. Eléctrico campo de espacios. crea una fuerza que tiende a expandir el haz ("repulsión de Coulomb"), magn. el campo de corrientes lineales crea una fuerza de Lorentz que tiende a comprimir el haz. El cálculo muestra que la acción de los espacios. la carga comienza a afectar notablemente (a energías de electrones en varios keV) a corrientes en varios. décimas de mA, mientras que la acción de "tirar" de la propia. magn. El campo se manifiesta notablemente solo a velocidades de electrones cercanas a la velocidad de la luz: la energía de los electrones es del orden de MeV. Por lo tanto, al considerar E. p., usado en descomp. dispositivos electrónicos, tecnología. instalaciones, en primer lugar es necesario tener en cuenta el efecto propio. espacios. cargo, y la acción propia. magn. los campos deben tenerse en cuenta solo para haces relativistas.

E. p intensidad. Principal El criterio para la división condicional de E. p. en no intensivo e intenso es la necesidad de tener en cuenta la acción del campo propio. espacios. carga de electrones del haz. Obviamente, cuanto mayor sea la corriente del haz, más espacios. carga, mayor repulsión. Por otro lado, cuanto mayor sea la velocidad de los electrones, menos afectará la naturaleza del movimiento de los electrones propios. eléctrico campo del haz: cuanto mayor es la energía de los electrones, más "duro" es el haz. Acción cuantitativa del campo de los espacios. carga se caracteriza por el coeficiente. carga espacial - permeabilidad, definida como

Dónde I-haz de corriente; tu- tensión de aceleración, que determina la energía haz de electrones.

Se nota la influencia de los espacios. carga en el movimiento de los electrones en el haz comienza a aparecer en P>=P*=\u003d 10 -8 A / V 3/2 \u003d 10 -2 μA / V 3/2. Por lo tanto, es habitual referirse a haces intensos E. p. Р>P*.

Haces no intensos (con R<Р* ) de pequeña sección transversal, a menudo llamados haces de electrones, calculados de acuerdo con las leyes de geom. óptica electrónica sin tener en cuenta la acción del campo propiamente dicho. espacios. carga, se forman utilizando reflectores electrónicos y se utilizan principalmente en descomposición. dispositivos de rayos catódicos.

En haces intensos, la acción propia. espacios. carga afecta significativamente las características de E. p. Primero, intensa E. p. en un espacio libre de exterior. eléctrico y magn. campos, debido a la repulsión de Coulomb se expande indefinidamente; en segundo lugar, a expensas de la negación. eléctrico carga de los electrones del haz, el potencial cae en el haz. Si usa ext. eléctrico o magn. campos limitan la expansión de un haz intenso, luego, a una corriente suficientemente grande, el potencial dentro del haz puede caer a cero, el haz se "romperá". Por lo tanto, para haces intensos existe un concepto de permeancia límite (máxima). Prácticamente, cuando la expansión del haz es limitada, ext. campos, es posible formar haces intensos estables extendidos con PAG 5 . 10 µA/V 3/2 .

Matemáticas completas. la descripción de campos electromagnéticos intensos es difícil, ya que un flujo de electrones real consta de muchos electrones en movimiento, y es prácticamente imposible tener en cuenta la interacción entre ellos. Con la introducción de ciertos supuestos simplificadores, en particular, reemplazando la suma de las fuerzas que actúan sobre un electrón seleccionado de los electrones vecinos por la fuerza que actúa sobre este electrón por un cierto medio cargado eléctricamente con una densidad de espacios continuamente distribuida. cargar y romper todo el haz en un conjunto de "tubos de corriente", es posible calcular con la ayuda de una computadora con suficiente para la práctica. objetivos precisión osn. parámetros intensivos del haz: forma del haz (envolvente), distribución de densidad de corriente y potencial sobre la sección transversal del haz.

Geometría E.p. En la práctica, se utilizan vigas de tres configuraciones: cinta (plana), de forma rectangular en sección transversal con un “espesor”, un “ancho” mucho menor, axisimétrica, que tiene forma de círculo en sección transversal, y tubular, que tiene una forma de anillo en sección transversal. Para la formación de E. elementos de estos tipos, apropiado cañones de electrones y sistemas de sujeción.

Influencia de los espacios. la carga no es la misma en vigas decomp. configuración. Naib. influencia sobre la naturaleza del movimiento de electrones en el límite E. p. tiene un componente de la fuerza eléctrica. campos creados espacios. cargado, dirigido perpendicularmente al eje de las vigas axisimétricas y al lado ancho de las vigas de cinta.

La componente radial de la fuerza eléctrica. El campo en el límite de un haz axisimétrico es directamente proporcional a la corriente del haz e inversamente proporcional al radio de su sección transversal y la velocidad de los electrones del haz. Esto crea una fuerza fuera del eje que tiende a expandir el haz. La fuerza de repulsión es mayor, cuanto mayor es la corriente, menor es la velocidad y el radio del haz. En teoría, en los haces simétricos, las trayectorias de los electrones no pueden cruzar el eje y la sección transversal del haz no puede reducirse a un punto, porque a medida que la sección transversal disminuye, la fuerza de repulsión aumenta indefinidamente.

Envolventes de haces de electrones axisimétricos: g 0 es el ángulo de entrada del haz en el campo libreranstvo; r 0 - radio inicial; 1 - divergente haz (g 0 >0); 2-viga cilíndrica (g 0 =0); 3, 4, 5 poleas convergentes (g 0<0). Пучок 4 - опти pequeño, ya que el cruce (la sección transversal más pequeña) el rayo está a la distancia más lejana (z/ yo=0.5) del plano original.

Envolvente de un intenso haz axisimétrico en un espacio libre de electricidad. y magn. campos, se describe mediante una dependencia cercana a la exponencial. En la fig. se muestran las envolventes de vigas axisimétricas que, antes de entrar en el espacio libre, son cilíndricas (curva 2, g 0 = 0), divergentes (curva 1, g 0 > 0) y convergentes (curvas 3-4, g 0<0) формы (g 0 - угол наклона касательной к огибающей пучка, угол входа). Как видно на рис., пучки, первоначально сформированные как цилиндрические (g 0 = 0) и расходящиеся (g 0 >0), en un espacio libre de campos expandirse indefinidamente; los haces formados como convergentes se comprimen inicialmente ( r/r 0 <1), проходят плоскость наименьшего сечения (плоскость кроссовера), затем также начинают расширяться. Радиус мин. сечения пучка - радиус кроссовера-определяется выражением

Dónde r 0 - radio de E. p. a la entrada al espacio libre.

Cuanto menor sea el radio de cruce, menor será la permeabilidad y mayor | g 0 |. Con un aumento (en valor absoluto) del ángulo de entrada del haz en el espacio libre de campo (g 0), el plano de cruce primero se aleja del plano original, más allá

luego comienza a acercarse a él (sucesivamente las curvas 3, 4, 5). Para cada valor de permeabilidad, hay un "ángulo de entrada" óptimo g 0 , para el cual el cruce es máx. alejado del plano original, es decir, un EP con una determinada perveancia se puede dibujar a la mayor distancia con un radio que no exceda el original.

Cinta de rayos intensos en un ambiente libre de electricidad. y magn. Los campos en el espacio también se expanden indefinidamente (se vuelven "más gruesos"), el contorno de la envolvente del haz se describe como parabólico. por ley. A diferencia de un haz axisimétrico, un haz de cinta teóricamente se puede colocar en una línea con un ángulo de entrada óptimo, es decir, se puede obtener un foco lineal. Los haces de otras configuraciones en el espacio libre también se expanden indefinidamente; tubular E. p. se expande algo menos que un sólido axisimétrico.

Experimento. la verificación de las relaciones calculadas obtenidas es difícil, ya que el concepto mismo de la frontera (envolvente) de un haz intenso es condicional, ya que en los haces reales la densidad de corriente a una distancia del eje del axisimétrico o del cf. el plano de los haces de cinta disminuye gradualmente, y el límite del haz se considera convencionalmente como un círculo o una línea recta, a lo largo de la cual la densidad de corriente es una cierta fracción pequeña (~0.1) de su máx. valores del eje.

E. p potencial. La caída de potencial dentro de un haz intenso limita la posibilidad de formar un haz intenso extendido con alta permeabilidad. Theo-retich. los estudios muestran que en un flujo intenso e ilimitado que llena el espacio entre dos superficies conductoras paralelas planas con el mismo potencial, lo que determina la energía de los electrones de flujo, con un aumento en la corriente cf. plano, se forma un mínimo de potencial. Al llegar P= 18,64 μA / V 3/2 potencial cae a cero, un cátodo virtual, parte de los electrones pasa a través del plano mínimo, parte se refleja en el plano original, se viola el flujo de corriente normal. Experimento. la verificación lo confirma, precisamente al acercarse PAG a 18,64 μA/V 3/2, surgen inestabilidades en el flujo, capas electrónicas, se perturba el paso de corriente.

En E. p. real, ext. limitada. eléctrico y magn. campos, también se produce una caída en el potencial, pero como en la mayoría de los dispositivos que utilizan haces de electrones intensos, un haz extendido pasa a través de un tubo con un haz positivo. potencial, es posible mantener un potencial cercano al potencial del tubo en la superficie del haz. Pero incluso en presencia de un tubo conductor, el potencial en el eje del axisimétrico o cf. plano de los haces de cinta disminuye notablemente, y al alcanzar una permeabilidad suficientemente grande (mayor que en el caso de un flujo ilimitado), surge la inestabilidad, el haz se rompe.

Formación de E. p. Dado que E. p. en el espacio libre se expande indefinidamente, con la práctica. el uso de haces intensos, además del sistema que forma el haz, el cañón de electrones, requiere un sistema que limite la divergencia del haz. La expansión de E. p. está limitada por factores externos. eléctrico y magn. campos. Clásico un ejemplo de un intensivo extendido E. p. de aproximadamente a a B r y l l l yuen y - tsilindrich. haz limitado por un imán longitudinal homogéneo. campo. Al definir la proporción de cuatro cantidades - beg. radio r 0, corriente de haz I, tu 0, que determina la energía de los electrones antes de entrar en el imán. campo y magn. inducción longitudinal homogéneo magn. campos B 0 - teóricamente es posible obtener un cilíndrico estable. E. p. En la proporción óptima r 0 , I, tu 0 y B 0 máx. la permeabilidad del flujo de Brillouin alcanza 25,4 µA/V 3/2 . al máx. el potencial de permeabilidad en el eje del haz es solo 1/3 del valor en el límite. con magnético limitado utilizando el campo de vigas tubulares, se pueden obtener valores de permeancia aún más altos.

En la práctica, no es posible formar E. p. extendidas con una perveance cercana al máximo teóricamente posible debido a una serie de razones: la extensión del inicio. velocidades de los electrones emitidos por el cátodo, la dificultad de crear campos limitantes de una configuración estrictamente especificada, práctica. incapacidad para cumplir estrictamente el principio. las condiciones para introducir el haz en el sistema de restricción, etc. Los EM reales tienen límites ondulados y pulsantes, y la forma del haz no permanece invariable. Por lo tanto, para evitar que los electrones del haz se asienten en la superficie del canal de paso, se elige que el radio del tubo conductor a través del cual pasa un haz intenso sea un 20-30% mayor que el radio del haz.

Iluminado.: Alyamovsky I. V., Haces de electrones y cañones de electrones, M., 1966; Molokovskii S. I., Sushkov A. D., Haces intensivos de electrones e iones, 2.ª ed., M., 1991.

A. A. Zhigarev.