Sažetak lekcije "Elektronske zrake. Katodna cijev"

· Elektronske zrake.Pod elektronskim snopom podrazumijevaju se usmjereni tokovi elektrona čije su poprečne dimenzije znatno manje od duljine. Elektronske zrake su prvi put otkrivene u plinskom pražnjenju koje se događa pri sniženom tlaku.

Tijekom tinjajućeg izboja pozitivni ioni izbacuju veliki broj elektrona s katode. Ako se pražnjenje dogodi u cijevi pri vrlo visokom razrijeđenju, tada se srednji slobodni put elektrona povećava i tamni prostor katode se širi. Elektroni koje pozitivni ioni izbace s katode kreću se gotovo bez sudara i formiraju se katodne zrake. Ove zrake se šire normalno do površine katode. Ako se napravi rupa u anodi elektronske cijevi, tada se dio elektrona ubrzava električnim poljem , će odletjeti u rupu, formirajući snop elektrona iza anode.

· Svojstva i primjena elektronskih zraka. Zrake elektrona uzrokuju sjaj (fluorescenciju) nekih tvari. Tu spadaju staklo, cink, kadmij sulfidi itd. Te se tvari nazivaju fosfori. Ovo svojstvo elektronskih snopova koristi se u vakuumskoj elektronici - sjaj TV ekrana, osciloskopa, elektronsko-optičkih pretvarača itd. Kada elektronski snopovi udare u tijela, uzrokuju zagrijavanje. Ovo se svojstvo koristi za zavarivanje ultra čistih metala u vakuumu.

Elektronske zrake se odbijaju u električnim i magnetskim poljima. Mogućnost upravljanja elektronskim snopom pomoću električnog i magnetskog polja i sjajem ekrana obloženih fosforom pod djelovanjem elektronskih snopova koristi se u katodnim cijevima.

· Katodna cijev. Uređaj katodne cijevi prikazan je na sl. 12.4.1. To je stakleni vakuumski cilindar L , koji sadrži "elektronski top" koji se sastoji od grijane katode DO emitiraju elektrone i anoda s dijafragmom (obično nekoliko anoda smještenih jedna iza druge) D 1 , D 2 . Između katode i anode stvara se potencijalna razlika U , omogućujući ubrzanje elektrona do velike brzine i dobivanje uskog snopa. Na mjestu gdje snop elektrona pogađa ekran E , obložen fluorescentnim spojem, pojavljuje se svijetla svjetleća točka.

Elektronski snop kontroliraju dva para ploča C 1 I C 2 smještene okomito jedna na drugu. Polje ploče C 1 pomiče zraku u vodoravnom smjeru, polje ploče C 2 - okomito. Na tanjurima C 1 I C 2 Može se isporučiti istosmjerni ili izmjenični napon. Ovisno o tome, svjetleća točka na ekranu će ili ostati na mjestu ili će se pomaknuti, tvoreći ravnu liniju, sinusoidu itd. Osciloskopski uređaj temelji se na ovom svojstvu. U složenijim slučajevima možete dobiti izmjenu tamnih i svijetlih mrlja na ekranu, koje daju sliku objekata. Ovu pojavu promatramo u katodnoj cijevi TV-a.

Pitanja za pregled:

1. Što je ionizacija plina i rekombinacija iona u plinu?

2. Što je plinsko pražnjenje?

3. Koja je razlika između samoodrživih i nesamoodrživih plinskih pražnjenja?

4. Što su lučno i tinjajuće pražnjenje?

5. Što je plazma? Koja svojstva ima?

6. Što je dioda, kako radi i zašto može raditi kao izmjenični ispravljač?

7. Što su elektronski snopovi, koja svojstva imaju, gdje se koriste?

8. Navedite primjere primjene tinjajućeg izboja u tehnici.

9. Navedite primjere praktične primjene plazme.

10. Opišite mehanizam nastanka elektron-ionskih lavina.

Sažetak:

U procesu proučavanja teme upoznali smo se sa svojstvima plinskih pražnjenja i protoka električne struje u plinovima i vakuumu.

Primjena

Prilog br.1.

Raspodjela elektrona i šupljina opisuje se Fermi–Diracovom funkcijom.

,

Gdje f F-D(E) – vjerojatnost da je energetsko stanje zauzeto i da može fluktuirati 0 prije 1 ,

E F– Fermijeva razina, često nazivana Fermijeva energija ili elektrokemijski potencijal.

Prema Paulijevom principu, svako kvantno stanje može biti zauzeto samo jednim elektronom. S njihovim većim brojem, pri temperaturama apsolutnoj nuli, sva su stanja niža E F Ispunjen:

f F-D ( E) = 1 , i više E F – bez elektrona i f F-D(E) = 0 . Budući da pri T = 0ºK elektroni vodljivosti imaju energiju različitu od nule, ali su raspoređeni po svim dopuštenim stanjima od 0 do E F (eV) tada

.

Fermijeva razina u intrinzičnom poluvodiču određena je jednadžbom:

Gustoća stanja g(E)

Broj stanja po jedinici energetskog intervala po jedinici volumena poluvodiča kao funkcija energije.

U dvjema susjednim fazama elektronska ravnoteža se postiže kada su Fermijeve razine jednake. -

Prilog br.2.

Za određivanje vrste funkcije φ(x) upotrijebili smo Poissonovu jednadžbu, poznatu iz elektrostatike, povezujući potencijal polja U(x) s zapreminskom gustoćom ρ(x) stacionarni naboji koji stvaraju ovo polje.

Ova jednadžba izgleda ovako:

prihvacamo ρ(x) = qNd

Glosar

Amorfne tvari	S termodinamičke točke gledišta, amorfni TT je u metastabilnom stanju i trebao bi kristalizirati tijekom vremena. Amorfne tvari ponašaju se kao tekućine s abnormalno visokom viskoznošću. To uključuje staklo, plastiku i smole. Kako temperatura raste, oni postupno omekšavaju i stječu sposobnost tečenja poput tekućina [§1.1].
Anizotropija	Nejednakost svojstava kristala u različitim smjerovima, što je rezultat njegove simetrije i unutarnje strukture [§1.1].
Akceptorske razine	Nečistoće koje hvataju elektrone iz valentnog pojasa poluvodiča nazivaju se akceptor razine akceptora. Poluvodiči koji sadrže takve nečistoće nazivaju se rupičasti poluvodiči, ili poluvodiči str-vrsta; često se naziva akceptorski poluvodiči. [§ 3.6.1].
Adsorpcijski sloj	Vidi [§ 4.2.2].
Kapacitet barijere	Kada se dovede povratni napon na str-n prijelaza, nositelji naboja oba predznaka nalaze se s obje strane prijelaza, au području samog prijelaza ima ih vrlo malo. Dakle, u režimu obrnutog napona str-n spoj predstavlja kapacitivnost. Ovaj spremnik se zove barijera (C b). [§8.5].
Van der Waalsove veze	Sile međudjelovanja u takvim kristalima određene su prisutnošću prirodnih ili induciranih električnih momenata u molekulama [§ 1.3].
Valencijski bend	Kada se atomi približe jedan drugome na udaljenost od približno 10–8 cm, valne funkcije atomskih elektrona će se preklapati. Zbog toga se energetska razina valentnih elektrona pretvara u vrpcu, koja se naziva valentna vrpca [§ 2.1].
Vodikova veza	U kristalima s vodikovom vezom, svaki atom vodika je istodobno vezan privlačnim silama za dva druga atoma. Vodikova veza, zajedno s elektrostatskim privlačenjem dipolnih momenata molekula vode, određuje svojstva vode i leda [§1.1].
Strujno-naponska karakteristika p-n spoja	Vidi [§8.4].
Vijek trajanja medija	Obično se naziva prosječni životni vijek nositelja naboja u poluvodiču životni vijek nosača[§3.8].
Degenerirani plin	U degeneriranom plinu ne mogu svi slobodni elektroni sudjelovati u stvaranju električne vodljivosti, već samo oni koji se nalaze izravno na Fermijevoj razini [§ 5.2.2].
Generiranje nositelja naboja	Generacija nositelja naboja (formiranje slobodnih elektrona i šupljina) događa se pod utjecajem toplinskih kaotičnih učinaka atoma kristalne rešetke (toplinska generacija), pod utjecajem kvanta svjetlosti koje apsorbira poluvodič (generacija svjetlosti) i druge energije čimbenici [§ 3.4].
Heterospoj	Heterospoj je spoj nastao na sučelju između dva poluvodiča s različitim zabranjenim pojasima. [§9.3].
Greške u kristalu	Povrede periodičnosti rešetke koje se ne mogu svesti na toplinska gibanja nazivaju se defekti [§ 1.7].
Schottkyjevi nedostaci	U pravim kristalima, neki čvorovi kristalne rešetke, u kojima bi se trebali nalaziti atomi, ispadaju prazni [§ 1.7].
Frenkelovi nedostaci	Nastaju kada atom napusti svoje mjesto na mjestu kristalne rešetke i smjesti se u međuprostor okružen atomima koji se nalaze na svojim pravim mjestima [§ 1.7].
Iščašenja	Ova vrsta defekta javlja se kada je nepotpuna dodatna atomska ravnina uglavljena između atomskih ravnina [§ 1.7].
Rupa	Prazno mjesto u kovalentnoj vezi naziva se šupljina. Nepotpuna veza imat će višak pozitivnog naboja jednak po veličini naboju elektrona [§ 3.2].
Razine donatora	Nečistoće koje su izvor elektrona vodljivosti nazivaju se donatori, a energetske razine tih nečistoća su razine donatora. Poluvodiči koji sadrže donorske primjese nazivaju se elektronički poluvodiči, ili poluvodiči-tip; često se također naziva donorski poluvodiči[§3.6.1].
Drift struja	Struja uzrokovana vanjskim električnim poljem naziva se drift struja.[§3.8].
Difuzijska struja	Struja koja nastaje difuzijom nositelja iz područja gdje je njihova koncentracija povećana prema području s nižom koncentracijom naziva se difuzijska struja bez drifta. [§3.8].
Difuzijska duljina	Prosječna udaljenost koju prijevoznici prijeđu tijekom svog života naziva se difuzijska duljina nositelja naboja..
Električni dvoslojni	Kombinacija pozitivnih iona blizu površine metala i elektrona koji se pojavljuju iznad površine naziva se dvostruki električni sloj..
Zabranjena zona	Zone dopuštenih energija odvojene su jedna od druge intervalom koji se naziva zabranjena zona ili energetski jaz [§ 2.1].
Provodna zona	Ako u najgornjoj zauzetoj, ali ne punoj zoni, postoje slobodne energetske razine do kojih se elektroni mogu kretati, tada oni tvore tzv. vodljivi pojas[§ 2.1].
Ionski kristali	Ionske kristale (NaCl, KC1 i dr.) karakterizira činjenica da su privlačne sile koje djeluju između iona elektrostatičke. [§1.1].
Millerovi indeksi	U kristalografiji je uobičajeno koristiti posebne simbole za označavanje ravnina. Millerovi indeksi.[§1.6].
Injekcijski laser	Vidi [§10.6].
Inverzija stanovništva	Inverzija naseljenosti je odnos između naseljenosti različitih energetskih razina atoma ili molekula tvari, u kojem je broj čestica na gornjoj od danog para razina veći nego na donjoj. [§10.5].
Kristal	Kristal je skup atoma raspoređenih u prostoru koji se drže blizu ravnotežnog položaja silama interakcije. Strukturne jedinice CT-a su atomi, molekule ili ioni. Termodinamički stabilni CT-i su kristalni jer imaju minimalnu unutarnju energiju, a porastom temperature, nakon postizanja određene temperature koja se naziva talište, naglo prelaze u tekuće stanje. Kristal ima diskontinuiranu periodičku strukturu. [§1.1].
Kovalentni kristal	U kovalentnim kristalima (dijamant, Ge, Si, itd.), valentni elektroni susjednih atoma su zajednički, tako da se kovalentni kristal može smatrati jednom ogromnom molekulom [§1.1].
Klasa simetrije	Kristalografija pokazuje da postoje samo 32 moguće kombinacije elemenata simetrije. Svaka od ovih mogućih kombinacija zove se klasa simetrije. U prirodi postoje samo kristali koji pripadaju jednoj od 32 klase simetrije [§ 1.3].
Hallov koeficijent	Vidi [§6.1.1].
Razlika potencijala kontakta	Vidi [§ 7.1.1].
Koherentnost	Koherencija je koordinirano odvijanje nekoliko oscilatornih ili valnih procesa u vremenu. Oni. ako fazna razlika između dvaju oscilacija ostaje konstantna tijekom vremena ili ako dva idealna monokromatska osciliranja imaju istu frekvenciju, tada se takve oscilacije nazivaju koherentnima. [§10.5].
Laseri	Stimulirana koherentna emisija naziva se c stimuliran ili induciran a emiteri takvih valova nazivaju se laseri (od engleskog Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation – pojačanje svjetlosti uslijed induciranog zračenja). [§10.4].
Metalni spoj	U metalnim kristalima, veza (metalna veza) je određena zajedničkom interakcijom mobilnih elektrona s jezgrom kristalne rešetke. Prijelazne metale također karakteriziraju kovalentne veze koje izvode elektroni neispunjenih unutarnjih ljuski [§1.1].
Molekularni kristali	U molekularnim kristalima, molekule su međusobno povezane relativno slabim elektrostatskim silama (van der Waalsove sile) uzrokovane dinamičkom polarizacijom molekula [§1.1].
Neravnotežna koncentracija	Ako se uz pomoć bilo kakvog vanjskog utjecaja poremeti dinamička ravnoteža koncentracija elektrona i šupljina u poluvodiču, tada dolazi do dodatnog neravnotežni koncentracija nositelja naboja. [§3.8].
Nedegenerirani plin	U slučaju nedegeneriranog plina, gustoća popunjavanja vodljivog pojasa elektronima je tako mala da se oni gotovo nikada ne susreću tako blizu da bi njihovo ponašanje moglo biti ograničeno Paulijevim načelom [§ 5.2.1, § 5.2.2] .
Nesamoodrživo plinsko pražnjenje	Proces protjecanja struje kroz plin naziva se plinsko pražnjenje. Struja u plinu koja se javlja kada postoji vanjski ionizator, nazvao neodrživo plinsko pražnjenje.
Os simetrije	Ako kristal ima os simetrije (rotacijsku os), tada se može poravnati sam sa sobom, tj. doveden u položaj koji se ne može razlikovati od izvornog rotiranjem za određeni kut oko ove osi. Ovisno o simetriji kristala, kut rotacije potreban da bi se kristal poravnao sam sa sobom može biti 360, 180, 120, 90, 60 stupnjeva. ( 2p/p, Gdje n= 1, 2, 3, 4 ili 6) [§ 1.3].
Glavni mediji	Elektroni, koji čine veliku većinu nositelja naboja u poluvodičima P-tip, zovu glavni nosioci naboja, a rupe su neosnovan.. I obrnuto, rupe čine veliku većinu nositelja naboja u poluvodičima str-tip, zovu glavni nosioci naboja, a elektroni su neosnovni.[§ 3.6.2, § 3.6.3].
Ohmski prijelaz	Kontakt čiji je električni otpor nizak i ne ovisi o smjeru struje unutar zadanog raspona radne struje. [§9.3.3].
Razdoblje emitiranja	Emitiranje A predstavljen vektorom koji ima određeni smjer i brojčanu vrijednost jednaku A, nazvao razdoblje emitiranja[§1.3].
Ravnina simetrije	Ako se jedna polovica kristala kombinira s drugom kad se reflektira u određenoj ravnini, kao u zrcalu, tada se takva ravnina naziva ravninom simetrije [§ 1.3].
Os rotacijskog zrcala	Ovaj element simetrije postiže se istovremenom upotrebom dviju operacija: rotacije oko osi i zrcalne refleksije u ravnini okomitoj na os [§ 1.3].
Poluvodiči	Poluvodiči, široka klasa tvari s elektroničkim mehanizmom električne vodljivosti, prema svojoj specifičnoj vrijednosti s zauzimaju srednji položaj između metala (s ~ 10 4 -10 6 Ohm -1 cm -1) i dobrih dielektrika (s ~ 10 - 12 -10 -11 Ohm -1 cm -1) (rasponi s vrijednosti su naznačeni na sobnoj temperaturi) [§ 3.1].
Primjesni poluvodič	Poluvodič koji ima nečistoće naziva se nečistoća, a njegova električna vodljivost određena je prisutnošću nečistoća u kristalu [§ 3.6.1].
poluvodič n-tipa	Pogledajte Razine donatora. [§ 3.6.1].
p-tip poluvodiča	Vidi razine akceptora [§ 3.6.1].[§ 3.6.3].
Vodljivost nečistoća	Vodljivost uzrokovana prisutnošću nečistoća iz atoma s različitom valencijom u kristalu poluvodiča naziva se nečistoća [§ 3.6.2].
Schottky prijelaz	Ispravljački kontakt metal-poluvodič P-vrsta tzv Schottky prijelaz. Najvažnija značajka Schottkyjeva prijelaza u usporedbi s r-p prijelaz je nema ubrizgavanja manjinskih nositelja naboja. [§9.1].
Površinski fenomeni u poluvodičima	Fizičke pojave koje se javljaju na površini poluvodičkog kristala uzrokovane kršenjem raspodjele potencijala kristalne rešetke poluvodiča zbog njezinog loma na površini; prisutnost nekompenziranih valentnih veza na površinskim atomima; izobličenje potencijala rešetke zbog površinskih atoma; iskrivljenje potencijala rešetke zbog mogućih površinskih defekata u kristalnoj strukturi. [§9.2].
Površinski potencijal	Ako potencijal u volumenu poluvodiča uzmemo kao nulu, tada će površinski potencijal biti različit od nule zbog prisutnosti naboja između volumena i površine. Razlika potencijala između površine i volumena naziva se površinski potencijal[§9.2].
Kvar	Tunel - na temelju efekta tunela koji smo proučavali - kada elektroni prolaze kroz potencijalnu barijeru p-p- prijelaz bez promjene vaše energije.
Lavina - Mehanizam sloma lavine sličan je mehanizmu udarne ionizacije u plinovima. Pod utjecajem jakog električnog polja elektroni se mogu osloboditi kovalentnih veza i primiti energiju dovoljnu da prevladaju potencijalnu barijeru u p-p- tranzicija. Kretanje velikom brzinom u nekom području p-p- tranziciji, sudaraju se s neutralnim atomima i ioniziraju ih.
Toplinski - Električni i toplinski slom se u mnogim slučajevima događaju istovremeno. Tijekom električnog proboja, poluvodič se zagrijava i tada dolazi do toplinskog proboja. Toplinska generacija parova elektron-šupljina dovodi do povećanja koncentracije manjinskih nositelja naboja i do povećanja reverzne struje, a povećanje struje dovodi, zauzvrat, do daljnjeg povećanja temperature. Proces raste poput lavine. Ako se kristal pregrije, pn spoj nepovratno dolazi do kvara.
Radna funkcija	Funkcija rada naziva se rad obavljen za premještanje elektrona iz vodiča u okolni prostor jednak je umnošku naboja elektrona e na prijeđenu razliku potencijala φ 0 .[§ 4.2.1].
Rekombinacija nositelja naboja	Proces transformacije slobodnog elektrona u vezani elektron i nestanak para nositelja naboja (elektron-šupljina) naziva se rekombinacija.
Interakcijske sile	Priroda sila međudjelovanja između atoma u kristalima dobro je poznata. To su električne sile odbijanja i privlačenja pozitivno i negativno nabijenih čestica prisutnih u svakom atomu. [§1.1].
singonija	U kristalografiji je uobičajeno kombinirati 32 razreda simetrije u 7 sustava simetrije ili 7 singonija, koji imaju sljedeće nazive prema rastućoj simetriji: triklinski sustav, uključujući dvije klase simetrije, trigonalni sustav, koji kombinira sedam klasa, monoklinski sustav , koji uključuje tri klase, šesterokutni sustav - pet klasa, rombični, također s tri klase, tetragonalni sustav sa sedam klasa, kubični sustav [§ 1.3]. [§1.3].
Vlasnički poluvodič	Poluvodič će biti intrinzičan ako je utjecaj nečistoća na njegova svojstva zanemariv. U njemu slobodni nositelji naboja nastaju samo zbog kidanja valentnih veza [§ 3.2].
Stimulirana emisija zračenja	Može nastati proces u kojem svi pobuđeni atomi emitiraju gotovo istovremeno, međusobno povezano i na takav način da se generirani fotoni apsolutno ne razlikuju od onih koji su uzrokovali ovu generaciju. Takva stimulirana koherentna emisija naziva se c stimuliran ili induciran[§10.4.].
Termopar	Vidi [§11.2.1].
Termopar	Vidi [§ 11.2.2].
Termoelektrične pojave	Vidi [§10.1.1].
Emitiranje	Kristal ima diskontinuiranu periodičku strukturu. S geometrijskog gledišta, takva se struktura može stvoriti pomoću operacije paralelnog pomaka, koja se naziva emitirati[§1.3].
Čvrsto	Čvrsto tijelo (SB) je agregatno stanje tvari koje karakterizira postojanost oblika razmatranog makrosustava i posebna priroda toplinskog gibanja atoma koji čine makrosustav. Postoje kristalni i amorfni CT. Termodinamički stabilni CT su kristalni jer imaju minimalnu unutarnju energiju [§1.1].
Grupa za emitiranje	Položaj bilo koje točke u prostornoj rešetki određen je kombinacijom pomaka ma+nb+kom. Kombinacija tri vektora a,b,c nazvao tim za emitiranje[§1.3].
Toplinski slom p-n spoja	Toplinski slom p-n spoja nastaje zbog uklanjanja valentnih elektrona iz veza u atomima tijekom toplinskih vibracija kristalne rešetke. Toplinska generacija parova elektron-šupljina dovodi do povećanja koncentracije nevećinskih nositelja naboja i do povećanja reverzne struje. [§8.4].
Efekt tunela	Efekt tunela je da elektroni prolaze kroz potencijalnu barijeru pn spoja bez promjene svoje energije. [§8.6].
Fotovodljivost poluvodiča	Fenomen fotovodljivosti je povećanje električne vodljivosti poluvodiča pod utjecajem elektromagnetskog zračenja. [§ 10.1].
Fotorezistentni učinak	Bit ovog fenomena je da kada se kvanti svjetlosti apsorbiraju s energijom dovoljnom da ioniziraju vlastite atome poluvodiča ili ioniziraju nečistoće, koncentracija nositelja naboja raste. [§10.2].
Središte simetrije	Ako u kristalu postoji točka koja ima svojstvo da pri zamjeni radijus vektora r, bilo koja od čestica koje čine kristal svojim inverznim vektorom - r, kristal prelazi u stanje koje se ne može razlikovati od izvornog, tada se ta točka naziva središtem simetrije ili središtem inverzije [§ 1.3].
Ekstrakcija nositelja naboja	Za manje medije (rupe u n- područje i elektroni u R - području) ne postoji potencijalna barijera u prijelazu elektron-šupljina, te će ih polje povući u područje p-n tranzicija. Ova pojava se zove izvlačenje.[§ 8.2].
Jedinična ćelija	Paralelepiped izgrađen od tri elementarne translacije a, b, c naziva se elementarni paralelopiped ili elementarna ćelija [§1.3].
Elementi simetrije	ravnina simetrije, os simetrije, centar simetrije, zrcalno-rotacijska os simetrije [§1.3].
Elektrokemijski potencijal	energija elektrokemijski potencijal– rad koji se mora utrošiti da se broj čestica u sustavu promijeni za jednu, pod uvjetom da su volumen i temperatura konstantni [§ 3.3].
Električni slom p-n spoja	Električni slom nastaje kao posljedica unutarnje elektrostatske emisije (Zenerov slom) i pod utjecajem udarne ionizacije atoma poluvodiča (lavinski slom). [§8.4].
Elektronička emisija	Vidi [§ 4.2.2].
Elektron-rupni spoj (p-n spoj).	Prijelaz između materijala s n- i p-tipom električne vodljivosti naziva se p-n spoj. [§ 7.2].
Elektrostatska domena	Vidi Gunnov učinak [§5.6].
Fermijeva energija	Na temperaturi jednakoj apsolutnoj nuli T = 0 K energija cijelog atomskog sustava, uključujući i elektronski plin, je minimalna. Međutim, opaža se karakteristična situacija kada elektroni koji se nalaze na višim energetskim razinama još uvijek imaju prilično veliku energiju koju ne mogu osloboditi i premjestiti na niže razine zbog Paulijevog isključenja. Označena je energija elektrona koji zauzimaju najvišu od okupiranih razina ε max i naziva se Fermijeva energija [§ 2.1, § 3.3].
Efektivna masa	Utjecaj periodičkog kristalnog potencijala iona i drugih elektrona na gibanje elektrona u polju dovodi do činjenice da se svojstva nositelja struje u kristalu (vodljivi elektroni i šupljine) u mnogome razlikuju od svojstava elektrona u slobodan prostor. A njihova masa (efektivna masa) može se jako razlikovati od mase slobodnog elektrona i ovisi o smjeru gibanja [§ 3.5].
Gunnov učinak	Vidi [§5.6].
Zinnerov učinak	Vidi [§5.6].
Seebeckov učinak	Vidi [§ 10.1.1].
Peltier efekt	Vidi [§ 10.1.2].
Thomsonov učinak	Vidi [§ 10.1.3].
Hall efekt	Fenomen pojave poprečnog električnog polja u poluvodiču kroz koji teče struja pod utjecajem magnetskog polja naziva se Hallov efekt. [§ 6.1.1].
Oštar učinak	Vidi [§5.6].

>>Fizika: Elektronske zrake. Katodna cijev

Ako se napravi rupa u anodi elektronske cijevi, tada će dio elektrona ubrzanih električnim poljem uletjeti u tu rupu, tvoreći elektronski snop iza anode. Broj elektrona u snopu može se kontrolirati postavljanjem dodatne elektrode između katode i anode i promjenom njenog potencijala.
Svojstva elektronskih zraka i njihova primjena. Elektronska zraka koja udara u tijela uzrokuje njihovo zagrijavanje. U modernoj tehnologiji ovo se svojstvo koristi za elektroničko taljenje u vakuumu ultračistih metala.
Kada se brzi elektroni koji udaraju u tvar usporavaju, a rendgensko zračenje. Ovaj se fenomen koristi u rendgenskim cijevima.
Neke tvari (staklo, cink i kadmij sulfidi) kada su bombardirane elektronima svijetle. Trenutno su materijali ove vrste (luminofori) oni u kojima se do 25% energije elektronskog snopa pretvara u svjetlosnu energiju.
Elektronske zrake se odbijaju pomoću električnog polja. Na primjer, prolazeći između ploča kondenzatora, elektroni se skreću s negativno nabijene ploče na pozitivno nabijenu ( Slika 16.20).
Snop elektrona također se odbija u magnetskom polju. Leteći iznad sjevernog pola magneta, elektroni se skreću ulijevo, a prelijećući južni pol skreću udesno ( Slika 16.21). Odstupanje tokova elektrona koji dolaze od Sunca u magnetskom polju Zemlje dovodi do činjenice da se sjaj plinova u gornjim slojevima atmosfere (aurora) opaža samo na polovima.

Mogućnost upravljanja elektronskim snopom pomoću električnog ili magnetskog polja i sjajem fosfornog zaslona pod djelovanjem snopa koristi se u katodnoj cijevi.
Katodna cijev je glavni element jedne od vrsta televizora i osciloskopa - uređaja za proučavanje procesa koji se brzo mijenjaju u električnim krugovima ( Slika 16.22).

Struktura katodne cijevi prikazana je na slici 16.23. Ova cijev je vakuumski cilindar, čija jedna stijenka služi kao zaslon. Izvor brzih elektrona nalazi se na uskom kraju cijevi - elektronski top (Slika 16.24). Sastoji se od katode, kontrolne elektrode i anode (obično se nekoliko anoda nalazi jedna iza druge). Zagrijani oksidni sloj s kraja cilindrične katode emitira elektrone S, okružen toplinskim štitom N. Zatim prolaze kroz rupu u cilindričnoj kontrolnoj elektrodi U(regulira broj elektrona u snopu). Svaka anoda ( A 1 I A 2) sastoji se od diskova s ​​malim rupama. Ovi diskovi su umetnuti u metalne cilindre. Između prve anode i katode stvara se potencijalna razlika od stotina pa čak i tisuća volti. Jako električno polje ubrzava elektrone i oni dobivaju veću brzinu. Oblik, položaj i potencijali anoda odabrani su tako da se uz ubrzanje elektrona fokusira i elektronski snop, odnosno da se površina presjeka snopa na ekranu smanji na gotovo točkaste veličine.

Na svom putu do ekrana, zraka sekvencijalno prolazi između dva para kontrolnih ploča, slično pločama kondenzatora s paralelnim pločama (vidi sl. 16.23). Ako između ploča nema električnog polja, tada se zraka ne skreće i svjetleća se točka nalazi u središtu zaslona. Kada se razlika potencijala prenese na okomito postavljene ploče, zraka se pomiče u vodoravnom smjeru, a kada se razlika potencijala prenese na vodoravne ploče, ona se pomiče u okomitom smjeru.
Istovremena uporaba dva para ploča omogućuje pomicanje svjetleće točke po ekranu u bilo kojem smjeru. Budući da je masa elektrona vrlo mala, oni gotovo trenutačno, tj. u vrlo kratkom vremenu, reagiraju na promjenu potencijalne razlike upravljačkih ploča.
U katodnoj cijevi koja se koristi u televiziji (tzv. kineskopu), snop koji stvara elektronski top kontrolira se pomoću magnetskog polja. Ovo polje stvaraju zavojnice postavljene na vrat cijevi ( Slika 16.25).

Kineskop u boji sadrži tri međusobno razmaknuta elektronska topa i zaslon s mozaičnom strukturom sastavljenom od tri vrste fosfora (crveni, plavi i zeleni). Svaki snop elektrona pobuđuje fosfore jedne vrste, čiji sjaj zajedno stvara sliku u boji na ekranu.
Katodne cijevi imaju široku primjenu u prikazuje- uređaji povezani s elektroničkim računalima (kompjuteri). Zaslon, sličan TV ekranu, prima informacije snimljene i obrađene u računalu. Možete izravno vidjeti tekst na bilo kojem jeziku, grafove raznih procesa, slike stvarnih objekata, kao i imaginarne objekte koji se pokoravaju zakonima zapisanim u kompjutorskom programu.
Katodne cijevi proizvode uske elektronske zrake kontrolirane električnim i magnetskim poljima. Ove se zrake koriste u osciloskopima, televizijskim cijevima za slike i računalnim zaslonima.

???
1. Kako se upravlja elektronskim snopom?
2. Kako radi katodna cijev?

G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, N.N.Sotsky, Fizika 10. razred

Sadržaj lekcije bilješke lekcije prateći okvir lekcija prezentacija metode ubrzanja interaktivne tehnologije Praksa zadaci i vježbe radionice za samotestiranje, treninzi, slučajevi, potrage domaća zadaća pitanja za raspravu retorička pitanja učenika Ilustracije audio, video isječci i multimedija fotografije, slike, grafike, tablice, dijagrami, humor, anegdote, vicevi, stripovi, parabole, izreke, križaljke, citati Dodaci sažetakačlanci trikovi za znatiželjne jaslice udžbenici osnovni i dodatni rječnik pojmova ostalo Poboljšanje udžbenika i nastaveispravljanje grešaka u udžbeniku ažuriranje ulomka u udžbeniku, elementi inovacije u nastavi, zamjena zastarjelih znanja novima Samo za učitelje savršene lekcije kalendarski plan za godinu, metodološke preporuke, programi rasprava Integrirane lekcije

Ako imate ispravke ili prijedloge za ovu lekciju,

Stranica 1

Snopovi elektrona koji se kreću velikim brzinama mogu se koristiti za proizvodnju X-zraka te taljenje i rezanje metala. Sposobnost elektronskih zraka da se skrenu električnim i magnetskim poljima i izazovu sjaj kristala koristi se u katodnim cijevima.

Elektronske zrake proizvode se pomoću elektronskog topa - vakuumskog uređaja, obično diode, u kojem elektroni lete iz katode zahvaljujući Ch. Zrake se fokusiraju elektroničkim lećama koje stvaraju potrebnu električnu energiju.

Beta zrake su snopovi elektrona. Indeks nule odražava činjenicu da je masa elektrona zanemariva u usporedbi s masom nukleona. Indeks - 1 označava da dotična čestica ima negativan predznak, jednak po veličini, ali suprotan po predznaku naboju protona.

UV zračenje ili snop elektrona (inicirajuće sredstvo) pokreće brzu reakciju molekularnih radikala, oslobađajući energiju pohranjenu u smjesi u obliku kratkog pulsa koherentnog zračenja.

Stoga se za utjecaj na elektronske zrake koriste električna polja s kontinuiranom promjenom potencijala.

Treba napomenuti da elektronske zrake snažno djeluju na materiju. Najveća dopuštena debljina uzorka je samo nekoliko mikrona. Ova okolnost značajno ograničava mogućnosti metode za proučavanje tekućih disperznih sustava. Tipično se proučavaju finokristalni uzorci naneseni na posebno obrađene podloge.

Stoga se ispostavlja da je moguće prenijeti na snop elektrona koji leti duž o: n cis. Snop elektrona, u interakciji s tim poljem, može dati dio svoje energije liniji i time pojačati valove koji putuju u liniji, ili pobuditi takve valove.

U običnom, nepolariziranom snopu elektrona ili pozitrona, spinovi čestica usmjereni su nasumično. Tako se nakon nekog vremena (vrijeme relaksacije) obični snop elektrona ili pozitrona polarizira – spinovi čestica poprimaju uređenu orijentaciju.

Takvi valovi mogu biti pobuđeni uzdužnim snopovima elektrona ili iona. Što se tiče valova koji se šire u smjeru drifta elektrona (a 0), tada je za njihov rast u vremenu dovoljna samo prisutnost gradijenta gustoće.

Polimerni lanci izravno su umreženi snopovima elektrona visoke energije. Ovi elektroni generiraju PE makroradikale, ekstrahirajući vodikove radikale. Tipično se ova metoda koristi za proizvodnju 1 1 kV kabela s XLPE izolacijom.

Elektrostatska katodna elektronska leća. / - katoda. 2 - elektroda za fokusiranje. 3-anoda Tanke linije su ekvipotencijali. O je jedna od katodnih točaka. Osjenčani prostorni presjek područja koje zauzima tok elektrona koje emitira točka O.| Elektrostatske cilindrične elektronske leće. a-dijafragma s prorezom. b-imerzijska leća koja se sastoji od dvije ploče. U području prolaska nabijenih čestica polje leće se ne mijenja u smjeru paralelnom s prorezima dijafragme ili razmacima između ploča susjednih elektroda.| Presjek elektroda elektrostatskih cilindričnih leća ravninom koja prolazi kroz os z okomito na srednju ravninu. a-cilindrična (prorezna dijafragma. b-imerzijska cilindrična leća. - jednostruka cilindrična leća. g-katodna cilindrična leća. K, i K2 su potencijali odgovarajućih elektroda. elektronski snop. / - elektrode. 2-poljske linije. 3- magnetski pol.4-pobudni namot.|Dublet dviju kvadrupolnih elektrostatskih leća.

Glavno sredstvo mikrovalne vakuumske elektronike, koje služi za pretvorbu energije izvora istosmjerne struje u energiju elektromagnetskog polja mikrovalnih oscilacija, jesu elektronski snopovi - prošireni tokovi elektrona ograničeni presjekom.

Elektronske zrake stvaraju se posebnim elektronsko-optičkim uređajima - tzv. elektronskim topovima, koji emitiraju ubrzane elektrone, čija je putanja približno paralelna s osi topa.

Razmotrimo osnovne karakteristike elektronskih zraka kao što su snaga, perveantnost i intenzitet elektronskog snopa, kao i međuovisnost između konfiguracije elektronskog snopa i GS uređaja.

Snaga snopa (proizvod struje koju nosi ja za napon U, koji je ubrzao elektrone) određuje snagu mikrovalnog uređaja: P=U ja.

Važna karakteristika toka elektrona je perveantnost, definirana kao . Perveance je mjera intenziteta protoka. U mikrovalnim uređajima u pravilu se koriste intenzivna strujanja elektrona kod kojih sila međusobnog odbijanja elektrona bitno utječe na kretanje elektrona, pa se njihov učinak ne može zanemariti. Kao što proračuni pokazuju, protoke čija perveacija ima vrijednosti veće od 10 -8 –10 -7 A/B 3/2 treba smatrati intenzivnim. Zbog male numeričke vrijednosti perveancije često se koristi prikladnija vrijednost - mikroperveancija m, definirana jednakošću

 =  m  10 -6 . (1,34)

Snaga protoka elektrona kroz perveancu može se izraziti formulom

P=U ja=U 5/2 .

Kao što se može vidjeti iz formule, s konstantnom perveance, snaga raste vrlo brzo kao U(dakle, s povećanjem napona za red veličine, snaga se povećava za više od 300 puta).

Međutim, u svim je uređajima isplativije povećati snagu ne toliko povećanjem napona, već povećanjem struje snopa, jer što je veći radni napon, to je složeniji dizajn izolatora u uređaju i složeniji napajanja i, kao posljedica toga, glomaznost i složenost visokonaponske opreme. Smanjenje radnog napona pri zadanoj snazi ​​snopa ne samo da smanjuje složenost opreme, već dovodi i do smanjenja dimenzija uređaja smanjenjem duljine aktivnih dijelova elektrodinamičkog sustava (EMS). U TWT-u, s povećanjem perveance, dobitak i učinkovitost mogu se povećati.

Da bi se formirani snop mogao uspješno koristiti u mikrovalnim elektroničkim uređajima, potrebno ga je, uz održavanje dobrog oblika, provesti kroz cijeli prostor interakcije s visokofrekventnim poljima. Budući da u visokostrujnim elektronskim snopovima postoje značajne Coulombove sile međusobnog odbijanja naboja, što dovodi do "bubrenja" snopa, često se ovaj zadatak ne pokaže ništa manje teškim od formiranja samog snopa.

Za borbu protiv "bubrenja" greda najčešće se koristi konstantno magnetsko polje paralelno s osi grede. Zbog relativno velike duljine uređaja potrebno je stvoriti dovoljno jako magnetsko polje na velikoj površini. Stoga se masa magnetskog sustava za fokusiranje (MFS) pokazuje vrlo velikom. Niži troškovi za snagu i težinu magnetskih sustava ostvaruju se korištenjem periodičkog magnetskog fokusiranja, u kojem se snop elektrona propušta duž izmjeničnog magnetskog polja. Takav sustav je sastavljen od pojedinačnih kratkih magnetskih prstenova odvojenih čahurama od materijala visoke magnetske propusnosti. Sličan rezultat postiže se korištenjem periodičkog elektrostatskog fokusiranja, koje se provodi nizom periodički postavljenih elektrostatičkih leća. Takav sustav ima još manju težinu i potrošnju energije.

Osim magnetskog ograničenja, postoji još jedan način borbe protiv "bubrenja" snopova, koji se sastoji u uvođenju određene količine pozitivno nabijenih iona u volumen snopa elektrona, koji svojim prostornim nabojem kompenziraju negativni prostor naboj elektrona. U najjednostavnijem slučaju, ioni se mogu stvoriti ostavljanjem određene količine "neevakuiranog" plina u volumenu uređaja. Elektroni snopa će ionizirati molekule ovog plina na svom putu. Sekundarni elektroni nastali kao rezultat ionizacije bivaju izbačeni izvan snopa pomoću Coulombovih sila, dok će pozitivne ione te sile zadržati u njegovom volumenu. Kao rezultat toga, čak i pri vrlo niskim tlakovima zaostalog plina, može se formirati toliki broj pozitivnih iona da se njihova koncentracija uspoređuje s koncentracijom elektrona u snopu. U tom trenutku će prestati nakupljanje iona i uspostavit će se stacionarno stanje u kojem se u volumenu snopa stvara kvazineutralni medij nalik plazmi. Ispostavilo se da je prostorni naboj elektrona kompenziran, a zraka ne "bubri". Opisani fenomen, nazvan fokusiranje iona, opaža se pri tlaku zaostalog plina većem od 10 -6 mm Hg. Umjetnost.

Ovisno o obliku poprečnog presjeka, elektronske zrake se dijele na tri glavne vrste: vrpčaste, aksijalno simetrične i cjevaste.

Sustav za formiranje protoka elektrona skup je električnih i magnetskih polja, kao i elektroda i magnetskih krugova koji ih tvore, a koji su potrebni za stvaranje protoka elektrona željene konfiguracije. Sadrži četiri područja:

1) područje elektronskog topa, u kojem se nalazi izvor elektrona - katoda i anoda, između kojih se primjenjuje ubrzavajući napon U 0 ;

2) prijelazno područje - područje između topa i područja pravilnog dijela MFS-a, u kojem jakost elektrostatskog polja stvorenog elektrodama naglo opada, nastavlja se djelovanje sila prostornog naboja, koje na kraju regija postaje glavna defokusirajuća sila koja teži proširenju protoka, fokusirajuće sile magnetskog polja počinju djelovati polja usmjerena prema osi snopa; u prijelaznom području prestaje formiranje strujanja elektrona i parametri strujanja stvorenog topom se "usklađuju" s parametrima pravilnog dijela sustava formiranja;

3) područje pravilnog dijela formacijskog sustava, u kojem se nalazi EMF uređaja i protok u interakciji s mikrovalnim poljem;

4) područje kolektora, u kojem elektroni toka "otpada", percipirani posebnom metalnom površinom, završavaju svoje kretanje u sustavu; što je veća učinkovitost uređaja, to je manje snage raspršeno na kolektoru; Oblik površine kolektora odabire se na način da toplinska opterećenja na ovoj površini ne prelaze dopuštenu specifičnu vrijednost.

ELEKTRONSKI SNOP- tok elektrona koji se kreće duž bliskih putanja u jednom smjeru, a ima dimenzije znatno veće u smjeru kretanja nego u poprečnoj ravnini. Budući da je E. p. zbirka istoimenih naboja. čestica, unutar njega postoji prostorni naboj elektrona, stvarajući vlastite. električni polje. S druge strane, elektroni koji se kreću sličnim putanjama mogu se smatrati linearnim strujama koje stvaraju vlastite. mag. polje. Električni polje prostora. stvara silu koja teži širenju snopa (“Coulombova repulzija”), mag. polje linearnih struja stvara Lorentzovu silu, koja nastoji sabiti gredu. Proračun pokazuje da djelovanje razmaka. naboj počinje zamjetno djelovati (pri energijama elektrona od nekoliko keV) pri strujama od nekoliko. desetinki mA, dok vlastito "kontrahirajuće" djelovanje. mag. polje se zamjetno očituje tek pri brzinama elektrona bliskim brzini svjetlosti – energija elektrona reda MeV. Stoga, kada se razmatraju E. predmeti koji se koriste u odv. elektronički uređaji, teh instalacija, prije svega potrebno je voditi računa o učinku vlastite. prostori. naboj i vlastito djelovanje. mag. polja se uzimaju u obzir samo za relativističke zrake.

E. p intenzitet. Osnovni, temeljni Kriterij za uvjetnu podjelu električne energije na neintenzivnu i intenzivnu je potreba uzimanja u obzir djelovanja vlastitog polja. prostori. naboj snopa elektrona. Očito, što je veća struja snopa, to je više prostora. naboj, jače odbijanje. S druge strane, što je veća brzina elektrona, to će manje utjecati na prirodu kretanja elektrona. električni polje snopa - što je veća energija elektrona, snop je “tvrđi”. Kvantitativno djelovanje polja prostora. naboj karakterizira koeficijent. prostorni naboj - perv ean s o m, definiran kao

Gdje ja-struja snopa; U-napon ubrzanja koji određuje energiju elektronski snop.

Primjetan utjecaj prostora. naboj na kretanje elektrona u snopu počinje se javljati kada P>=P* == 10 -8 A/V 3/2 = 10 -2 µA/V 3/2. Stoga je uobičajeno nazivati ​​intenzivne zrake elektronskim zrakama s P>P*.

Zrake niskog intenziteta (sa R<Р* ) mali presjek, koji se često nazivaju i elektronski snopovi, izračunat prema zakonima geom. elektronska optika bez uzimanja u obzir djelovanja intrinzičnog polja. prostori. naboja, formiraju se pomoću elektroničkih reflektora i koriste se uglavnom u raznim. uređaji s elektronskim snopom.

U intenzivnim gredama djelovanje intrinzičnog prostori. naboj značajno utječe na karakteristike električne energije.. Prvo, intenzivna električna energija u prostoru bez vanjskih utjecaja. električni i mag. polja, zbog Coulombovog odbijanja širi se unedogled; drugo, zbog poricanja. električni Kako se naboj elektrona u snopu povećava, potencijal u snopu opada. Ako koristite vanjski električni ili mag. polja za ograničavanje širenja intenzivnog snopa, tada s dovoljno velikom strujom potencijal unutar snopa može pasti na nulu, a snop će se "otkinuti". Stoga za intenzivne grede postoji koncept granične (maksimalne) perveance. Praktično, kod ograničenja širenja grede, ekst. polja, moguće je oblikovati proširene stabilne intenzivne grede s P 5 . 10 µA/V 3/2.

Potpuna matematika. Opis intenzivnih elektronskih snopova je težak, budući da se pravi tok elektrona sastoji od mnogo elektrona koji se kreću, a međudjelovanje među njima gotovo je nemoguće uzeti u obzir. Uvođenjem određenih pojednostavljujućih pretpostavki, posebice zamjenom zbroja sila koje djeluju na odabrani elektron od susjednih elektrona silom djelovanja na taj elektron određenog električki nabijenog medija s kontinuirano raspodijeljenom prostornom gustoćom. naboja i razbijanja cijelog snopa u skup “strujnih cijevi”, moguće je izračunati uz pomoć računala s dovoljno za praktične svrhe. ciljevi točnost main. parametri intenzivnog snopa: oblik snopa (omotnica), raspodjela gustoće struje i potencijala po presjeku snopa.

Geometrija E. str. U praksi se koriste grede tri konfiguracije: trakasta (ravna), koja ima oblik pravokutnika u presjeku s "debljinom" mnogo manjom od "širine", osnosimetrična, koja ima oblik kruga u presjeku i cjevasti, koji u presjeku ima oblik prstena. Za stvaranje električne energije takvih vrsta, prikladno elektronski topovi i sustavi ograničenja.

Utjecaj prostora. naboj nije isti u različitim gredama. konfiguracije. Naib. Na prirodu gibanja elektrona na granici elektronskog polja utječe komponenta električnog intenziteta. polja stvorena prostorima. naboj, usmjeren okomito na os osnosimetričnih greda i široku stranu trakastih greda.

Radijalna komponenta električnog napona. polje na granici osnosimetričnog snopa izravno je proporcionalno struji snopa i obrnuto proporcionalno polumjeru njegova presjeka i brzini elektrona snopa. To stvara silu usmjerenu od osi, koja nastoji proširiti gredu. Što je veća struja, manja je brzina i radijus snopa, veća je potisna sila. Teoretski, u osnosimetričnim snopovima putanje elektrona ne mogu prijeći os, a poprečni presjek snopa ne može se svesti na točku, jer kako se presjek smanjuje, odbojna sila neograničeno raste.

Ovojnice osnosimetričnih elektronskih snopova: g 0 -kut ulaska snopa u područje bez polja je jednostavanranost; r 0 - početni radijus; 1 - divergentno greda (g 0 >0); 2-cilindrična greda (g 0 =0); 3, 4, 5-konvergentni snopovi (g 0<0). Пучок 4 - опти mali, od crossovera (najmanji presjek) zraka je na najvećoj udaljenosti (z/ l=0,5) od izvorne ravnine.

Omotnica intenzivnog osnosimetričnog snopa u prostoru bez elektriciteta. i mag. polja, opisuje se ovisnošću bliskom eksponencijalnoj. Na sl. prikazuje ovojnice osnosimetričnih greda koje imaju cilindričnu (krivulja 2, g 0 = 0), divergentnu (krivulja 1, g 0 >0) i konvergentnu (krivulja 3-4, g 0) prije ulaska u slobodni prostor.<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), širiti se neograničeno u prostoru bez polja; snopovi formirani kao konvergentni su u početku komprimirani ( r/r 0 <1), проходят плоскость наименьшего сечения (плоскость кроссовера), затем также начинают расширяться. Радиус мин. сечения пучка - радиус кроссовера-определяется выражением

Gdje r 0 je radijus EP prije ulaska u slobodni prostor.

Što je manji radijus križanja, to je manja perveansa i veći | g 0 |. S povećanjem (u apsolutnoj vrijednosti) kuta ulaska snopa u prostor bez polja (g 0), ravnina križanja prvo se udaljava od izvorne ravnine, tj.

tako joj se počinje približavati (sekvencijalno krivulje 3, 4, 5). Za svaku vrijednost perveancije postoji optimalni "prilazni kut" g 0, pri kojem je križanje maksimalno. je udaljen od izvorne ravnine, to jest, elektronski snop sa zadanom perveancijom može se povući na najveću udaljenost s polumjerom koji ne prelazi izvorni.

Intenzivne trake traka u okruženju bez struje. i mag. Polja u prostoru također se beskonačno šire (postaju “deblja”), a kontura ovojnice snopa se opisuje parabolično. po zakonu. Za razliku od osnosimetričnog snopa, trakasti snop pod optimalnim ulaznim kutom teoretski se može dovesti u liniju, tj. može se dobiti linearni fokus. Skupovi drugih konfiguracija u slobodnom prostoru također se neograničeno šire; Cjevasti EP širi se nešto manje od čvrstog osnosimetričnog.

Eksperimentirajmo. provjera dobivenih proračunskih odnosa je teška, budući da je sam pojam granice (omotače) intenzivnog snopa uvjetovan, budući da se u realnim snopovima gustoća struje pri udaljavanju od osnosimetrične osi ili od sr. ravnina snopa vrpce postupno se smanjuje, a granica snopa se konvencionalno smatra krugom ili ravnom linijom, duž koje je gustoća struje određeni mali dio (~0,1) njenog maksimuma. vrijednosti na osi.

Potencijalni E. str. Pad potencijala unutar intenzivnog snopa ograničava mogućnost formiranja proširenog intenzivnog snopa s visokom perveancijom. Teorijski Istraživanja pokazuju da u intenzivnom neograničenom protoku koji ispunjava prostor između dvije ravne paralelne vodljive površine s istim potencijalom, koji određuje energiju protoka elektrona, s povećanjem struje u prosj. ravnini, formira se minimalni potencijal. Po dosezanju P= 18,64 µA/V 3/2 potencijal pada na nulu, a virtualna katoda Neki od elektrona prolaze kroz minimalnu ravninu, neki se reflektiraju na izvornu ravninu, a normalni tok struje je poremećen. Eksperimentirajmo. provjera to potvrđuje, upravo pri približavanju P do 18,64 μA/V 3/2, javljaju se nestabilnosti u protoku elektronskih slojeva, a prolazak struje je poremećen.

U stvarnom E. p., ograničeno izvana. električni i mag. polja dolazi i do pada potencijala, no budući da se kod većine uređaja koji koriste intenzivne elektronske zrake produženi snop propušta kroz cijev s pozitivnim naponom. potencijal, moguće je održavati potencijal na površini snopa blizu potencijala cijevi. Ali čak i u prisutnosti vodljive cijevi, potencijal na osi je osnosimetričan ili usp. ravnina vrpčaste grede se zamjetno smanjuje, a pri dostizanju dovoljno velike perveance (veće nego u slučaju neograničenog toka) dolazi do nestabilnosti i greda se lomi.

Formiranje E. str. Budući da se elektronički prostor u slobodnom prostoru širi bez ograničenja, u praktične svrhe. Kod korištenja intenzivnih snopova, uz sustav koji formira snop - elektronski top - potreban je sustav koji ograničava divergenciju snopa. Širenje E. p. ograničeno je uz pomoć vanjskih. električni i mag. polja. klasična primjer produženog intenzivnog e.p.-t.n. FLOW OF BRILL LUEN – cilindrični. snop ograničen uzdužnim homogenim magnetskim poljem. polje. Kada se definira omjer četiriju veličina – poč. radius r 0 , struja snopa ja, U 0, koja određuje energiju elektrona prije ulaska u magnet. polje, i magnetsko indukcija uzdužnog homogenog magnetskog polja. polja B 0 - teoretski je moguće dobiti stabilan cilindrični. E.p. U optimalnom omjeru r 0 , ja, U 0 i B 0 max. Perveansa Brillouinova toka doseže 25,4 μA/V 3/2. Na maks. Potencijal perveance na osi grede je samo 1/3 vrijednosti na granici. S ograničenim magnetskim S poljem cjevastih greda mogu se dobiti još veće vrijednosti perveance.

U praksi nije moguće formirati proširene OP s postojanošću blizu teorijski maksimalno mogućeg zbog niza razloga: raspršenost početka. brzine elektrona koje emitira katoda, poteškoće u stvaranju graničnih polja strogo određene konfiguracije, praktič. nemogućnost strogog ispunjavanja početka. uvjeti za uvođenje snopa u granični sustav itd. Realni snopovi elektrona imaju valovite i pulsirajuće granice, a oblik snopa ne ostaje nepromijenjen. Stoga, kako bi se spriječilo taloženje snopa elektrona na površini kanala leta, radijus vodljive cijevi kroz koju prolazi intenzivan snop odabran je tako da bude 20-30% veći od polumjera snopa.

Lit.: Alyamovsky I.V., Elektronski snopovi i elektronski topovi, M., 1966; Molokovsky S.I., Sushkov A.D., Intenzivne elektronske i ionske zrake, 2. izdanje, M., 1991.

A. A. Žigarev.