дикулярна магнітному полю, зображена на рис. 2.
Ця крива нагадує циклоиду - криву, описувану якою-небудь точкою колеса, що котиться без ковзання. У нашому випадку траєкторія має вигляд подовженої циклоїди, радіус якої залежить від напруженості електричного поля і індукції магнітного поля.
Рис. 2. Проекція траєкторії електрона, що рухається в схрещених полях.
При зміні знака напруженості траєкторія руху також змінює знак. Параметри циклоїди можна змінювати шляхом варіювання значень
Циклоїда може перетворитися на пряму лінію, якщо в напрямку початкова швидкість відсутня, а початкова швидкість в негативному напрямку по осіравна швидкості знесення.
Іншими словами, якщо сила Лоренца і електростатична сили рівні, то зсув в напрямку буде відсутній.
. Управління за допомогою магнітної оптики
Різновиди магнітних способів управління неважко встановити, виходячи з аналізу формули магнітної сили (сили Лоренца) Видно, що ця сила залежить не тільки від величини вектора індукції але і від його орієнтації по відношенню до вектора швидкості тобто від кута між цими векторами. Отже, змінювати силу магнітного поля за певним законом можна, варіюючи небудь значення індукції або орієнтацію вектора щодо вектора. Змінювати значення в заданому просторі (або зазорі) взаємодії можна або зміною струму соленоїда (якщо магнітне поле створюється магнітної котушками), або зміною відстані між полюсними наконечниками. На рис 3. наведена класифікаційна діаграма різними способами керування електронним потоком.
В якості зображає системи може бути використаний довгий соленоїд, що представляє собою протяжну котушку, довжина якої у багато разів перевищує її діаметр і по якій тече струм. У центральній частині соленоїда утворюється практично однорідне магнітне поле, спрямоване по осі соленоїда.
У такому випадку з кожної точки емітера буде виходити пучок спіральних ліній, що володіють різними радіусами, але однаковим кроком (рис. 4).
Всі електрони, що вийшли з точки зберуться в точці Точка є електронно-оптичним зображенням точки
Рис. 3. Класифікаційна діаграма способів управління електронним потоком.
Рис. 4. Траєкторії електронів в однорідному магнітному полі: а - геометрія орбіт електронів; б - траєкторії електронів уздовж осі соленоїда
Величина являє собою циклотрон довжину хвилі, де циклотронна частота.
Коротка магнітна лінза представляє собою котушку (виток) зі струмом. Всі силові лінії такого витка зі струмом замкнуті, а найбільша магнітне поле буде в центрі котушки. Коротка магнітна лінза дає дзвіноподібний розподіл магнітного поля (рис. 5).
Рис. 5. Магнітне поле котушки зі струмом, що утворить коротку магнітну лінзу
Умовно приймемо, що магнітне поле зосереджено в області, обмеженою площинами і
Проведемо аналіз траєкторії руху електрона, що вийшов з точки, розташованої на осі, але поза чинним магнітного поля. З цієї точки емітуються електрони з певною швидкістю і кутом нахилу вектора швидкості (рис. 6).
У точці поблизу магнітної лінзи, на електрон діє сила Лоренца при цьому вектор магнітної індукції направлений по дотичній до силової лінії магнітного поля. Згідно з правилом лівої руки векторний добуток визначає напрямок сили Лоренца від площини вгору. Ця сила одержала назву азимутальной сили, яка виводить електрон з первісної площині, і внаслідок цього траєкторія електрона отримує просторове викривлення.
Рис. 6. Траєкторії руху електронів в короткій магнітної лінзі (а) в меридіональної площині і проекція траєкторії в поперечній площині (б)
У точці розташованої в центрі лінзи, на електрон діє сила Лоренца. Одночасно на ділянці під дією азимутальной сили виникає азимутна швидкість, спрямована під кутом 90 ° до силових ліній магнітного поля.
У точці взаємне розташування векторів і змінюється, азимутальна компонента змінює свій знак і гальмується кутовий рух електрона. На вихідному ділянці лінзи кутова швидкість зменшується і на виході в точці стає рівною нулю.
Точка є електронно-оптичним зображенням точки Така лінза є фокусирующей.
Випишемо без виведення рівняння траєкторії в меридіональної площині в еквіпотенційне просторі:
де координата в циліндричній системі координат.
Це рівняння описує траєкторію електрона, лежачу в меридіональної площині, що повертається навколо осі з кутовою швидкістю:
(23)
Таким чином, властивості електронних траєкторій в магнітному полі:
? зміна полярності поля не змінює траєкторію в меридіональної площині;
? траєкторія електрона є просторової кривої;
? рішення рівняння...
