Движение заряженных частиц

| Категория реферата: Рефераты по физике
| Теги реферата: недвижимость реферат, оформление доклада
| Добавил(а) на сайт: Popyrin.

4. Движение электронов в равномерном электрическом поле. Принцип работы электронного осциллографа.

Электрон, пройдя расстояние от катода К до узкого отверстия в аноде
А (рис. 4, а), под действием ускоряющего напряжения Uак увеличивает свою кинетическую энергию на величину работы сил поля.

Скорость [pic]с которой электрон будет двигаться после выхода в аноде из отверстия 0, найдем из соотношения [pic]

[pic]

При дальнейшем прямолинейном движении по оси х электрон попадает в равномерное электрическое поле, напряженностью Е между отклоняющими пластинами 1 и 2 (находятся в плоскостях, параллельных плоскости zох).

Напряженность Е направлена вдоль оси у. Пока электрон движется между отклоняющимися пластинами, на него действует постоянная сила Fy = —qэE. направленная но оси —у. Под действием этой силы электрон движется вниз равноускоренно, сохраняя постоянную скорость [pic]вдоль оси х. В результате в пространстве между отклоняющими пластинами электрон движется по параболе.
Когда он выйдет из поля пластин 1—2. в плоскости уох он будет двигаться по касательной к параболе. Далее он попадает в поле пластин 3—4 , которые создают развертку во времени. Напряжение U 31 между пластинами 3—4 и напряженность поля между ними E1 линейно нарастают во времени (рис. 4, б).
Электрон получает отклонение в направлении оси z, что и даст развертку во времени.
5. Фокусировка пучка электронов постоянным во времени электрическим полем

(электрическая линза).

Фокусировка основана на том что, проходя через участок неравномерного электрического поля, электрон отклоняется в сторону эквипотенциали с большим значением потенциала (рис. 5, а). Электрическая линза образована катодом, испускающим электроны, анодом, куда пучок электронов приходит сфокусированным, и фокусирующей диафрагмой, представляющей собой пластинку с круглым отверстием в центре (рис. 5, б).
Диафрагма имеет отрицательный потенциал по отношению к окружающим ее точкам пространства, вследствие этого эквинотенциали электрического поля как бы выпучиваются через диафрагму по направлению к катоду. Электроны, проходя через отверстие в диафрагме и отклоняясь в сторону, фокусируются на аноде.

6. Движение электрона в равномерных, взаимно перпендикулярных, неизменных во времени магнитном и электрическом полях.

Пусть электрон с зарядом q= —qэ, и массой т с начальной скоростью [pic] оказался при t = 0 в начале, координат (рис. 6, а) в магнитном и электрическом полях. Магнитная индукция направлена по оси [pic] т. е. Bx=B.
Напряженность электрического поля направлена по оси [pic], т. е. [pic].
Движение электрона будет происходить в плоскости zoy со скоростью [pic].

Уравнение движения [pic] или

[pic]

Следовательно, [pic]; [pic]

В соответствии с формулой (2) заменим qэB/m на циклотронную частоту
?ц. Тогда

[pic] (4)

[pic] (5)
Продифференцируем (4) по t и в правую часть уравнения подставим (5).

[pic] (6)

Решим уравнение классическим методом: vy=vy пр+vy св :

[pic] [pic]

Составим два уравнения для определения постоянных интегрирования.

Так как при t=0 vy=v, то [pic]. При t=0 vz=0. Поэтому [pic] или[pic].
Отсюда [pic] и [pic].

Таким образом, [pic]

Пути, пройденные электроном по осям у и z:

[pic] [pic]

На рис. 6, б, в, г изображены три характерных случая движения при различных значениях v0. На рис. 6, б трохоида при v0=0, максимальное отклонение по оси z равно [pic].
Если v0>0 и направлена по оси +y, то траекторией является растянутая трохоида (рис. 6, в) с максимальным отклонением [pic].
Если v0