3,8 Рух електрона в однорідному магнітному полі. Магнітні лінзи
На неподвижный ел. сила не действует. Сила Лоренца искривляет траекторию, при его движении
;
Если ел. движется вдоль м.поля то его траектория не меняется. Если ел. Влетел под углом в поле то он будет двигаться оп спиральной траектории. Однородное м. поле обладает собирательным действием, ел. Поток двиг. По винтовой траектории имеет раскрытие α.
Шаг
траектории опред.
,
Если α мало,то
На собирательном действии построены магнитные линзы.
3.9 Влияние объемного заряда на прохождение электрического тока в двухэлектродных системах
Рассмотрим систему из 2-х плоскопараллельных электродов. Анодное напряжение создаёт в пространстве катод-анод (КА) равномерное ускоряющее поле, потенциал которого линейно увеличивается при приближении к аноду. При отсутствии электронной эмиссии поле в пространстве КА будет однородным (кривая 1). If катод эмитирует электроны, то в простр-ве КА возникают частицы с отриц. зарядом. В результате, потенциал простр-ва будет уменьш-ся. Т.о. возникает отриц-ый объемный заряд. Пока кол-во испускаемых эл-нов невелико, потенциал во всех точках простр-ва КА положит-ый и все эмитируемые эл-ны находятся в ускоряющем поле и достигают анода. В этом случае анодный ток = току эмиссии: Ia=Iэ – режим насыщения. При увеличении эмиссии из катода увелич-ся плотность объемного заряда. Потенциал в каждой точке простр-ва КА ещё больше уменьш-ся и вблизи катода может стать отриц-ым (кривая 3). На расстоянии rmin, для эмитируемых эл-нов сущ-ет тормозящее эл.поле (потенц-ый барьер). Чтобы попасть в ускоряющее поле Эл-ну, вылетевшему из катода, необх. преодолеть тормозящее поле простр-го заряда. Это смогут сделать те эл-ны, у кот-ых mυ2/2≥eUт.п., где еUт.п. – энергия тормозящего поля. В этом случае Ia>Iэ – режим пространств-го заряда.
Рассмотрим распределение потенциала при изменении анодного напряжения и постоянном напряжении накала катода. Если на анод не подаётся никакого потенциала, то электроны двигаются от катода к аноду только засчёт собственной энергии (кривая 1). В промежутке между электродами существует только эл. поле пространств-го заряда. В этом случае только малая часть эмитируемых электронов попадут на анод. При подаче на анод положит-го потенциала на поле простр-го заряда накладывается поле анода. В результате в пространстве КА устанавл-ся результирующее поле (кр.2). Максимум отриц-го потенциала перемещается ближе к катоду и его величина уменьшается. В результате, кол-во электронов, преодолевающих этот потенц-ый барьер увелич-ся и ток в цепи анода тоже растёт. При дальнейшем увеличении положит-го напряжения на аноде величина потенц-го барьера продолжает уменьш-ся (кр.3). При лдостижении нек. значения напряжения на аноде у анода 4 тормозящее поле полностью исчезает. В этом случае, все электроны, эмитируемые катодом попадают на анод – режим насыщения. Дальнейшее повышение анодного напряжения увеличивает напряжение потенциал во всех точках пространства КА и приближает распределение потенциала к линейному. При этом ток в цепи анода остаётся постоянным и равным току насыщения, который всегда равен току эмиссии катода.