Зміст
Введення
1. Рух електронів у вакуумі в електричному і магнітному полях
2. Рух електрона в однорідному електричному полі
3. Рух електрона в ускоряющем поле
4. Рух електрона в гальмуючому поле
5. Рух електрона в однорідному поперечному полі
6. Рух електронів в однорідному магнітному полі
7. Аналіз енергії електронів методом гальмуючого поля
8. Список використаної літератури
Введення
Взаємодія рухомих електронів з електричним полем є основним процесом у всіх електронних приладах. Вважаємо, що електрони рухаються у вакуумі, без зіткнень з іншими частинками. Такий рух відбувається в електронних лампах. У газорозрядних і напівпровідникових приладах рух складніше, оскільки відбувається зіткнення електронів з іонами і іншими частками газу або твердої речовини.
Закони руху одного електрона в однорідному електричному полі з відомим наближенням можна застосувати до руху його в електронному потоці, якщо знехтувати взаємним відштовхуванням електронів.
Електрон є часткою матерії з негативним електричним зарядом, абсолютне значення якого е=1,6-10- 19 Кл. Маса нерухомого електрона т= 9,1 10- 28 м Із зростанням швидкості маса електрона збільшується. Теоретично при швидкості с= 10 березень 8 м/с вона повинна стати нескінченно великою. У звичайних електровакуумних приладах швидкість.
1. Рух електронів у вакуумі в електричному і магнітному полях
В електричному полі напруженістю Е на електрон діє сила
е=- їЇ,
протилежна по напрямку вектору Е.
У магнітному полі з індукцією В на рухається, діє сила Лоренца. При довільній орієнтації векторів цю силу зручно представити у векторній формі:
Fм=- e [vB],
де v - вектор швидкості електрона.
При наявності електричного і магнітного полів діє на електрон сила:
F=- eE-e [vB].
Оскільки при русі у вакуумі електрон не відчуває зіткнень, що призводять до зміни величини і напряму його швидкості, отримуємо рівняння руху електрона
. (2.1)
Це рівняння дозволяє повністю описати рух електрона, знайти його траєкторію і швидкість в будь-якій точці, якщо відомі початкові умови: координати, величина і напрям швидкості на початку шляху і, головне, якщо відома картина поля, т. е. задані у вигляді функції координат вектори напруженості електричного поля Е і магнітної індукції В.
Знаходження картини поля є першим етапом вирішення завдань про рух електронів в міжелектродному просторі.
Аналітично картину електричного поля в просторі, вільному від зарядів, можна знайти рішенням рівняння Лапласа:
.
Це для випадку малих потоків або одиничних електронів.
У випадках, коли електрони і інші заряджені частинки знаходяться в міжелектродному просторі у великій кількості і впливають на картину електричного поля, в основу розрахунку має бути покладено рівняння Пуассона:
де щільність об'ємного заряду; діелектрична проникність.
Однак картини електричного поля аналітичним шляхом можна знайти для простих конфігурацій електродів, а для складних електродів використовують експеримент (електрична ванна, метод сіток, метод опорів) або наближені методи розрахунку.
Картину магнітного поля також можна отримати аналітично тільки для найпростіших випадків.
Повернемося до рівняння (2.1):
Помноживши ліву і праву частини скалярно на швидкість електрона v, отримаємо
Друге доданок дорівнює нулю тому, що сила Лоренца перпендикулярна напрямку руху електрона.
З'ясовується, що під дією магнітного поля змінюється тільки напрямок руху електрона, а його швидкість не змінюється за величиною.
Електричне поле впливає на кінетичну енергію і на напрямок руху. Рівняння, що зв'язує енергію вільного електрона з пройденою різницею потенціалів U:
Якщо початкову енергію електрона охарактеризувати деякою різницею потенціалів U0, тобто виразити її в електрон-вольтах, то швидкість електрона, що пройшов...
