чему равна энергия электрона в плоскости ускоряющего электрода

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Потенциал ускоряющего электрода Э совпадает с потенциалом средней плоскости между пластинами конденсатора, так что можно считать, что между ускоряющим электродом и конденсатором на частицы пучка поле не действует. [1]

Таким образом, потенциал ускоряющего электрода не всегда представляет ту действительную энергию, с которой электроны достигают экрана. Яркость экрана как функция напряжения второго анода и как функция энергии бомбардирующих электронов выражается различно. Однако первая форма зависимости имеет большой интерес для практики, так как дает яркость в функции величины, легко контролируемой в условиях опыта. Второй вид зависимости необходим, когда речь идет о физической картине процесса. [2]

Тормозящий катодолюминесценцию отрицательный заряд поверхности и отставание ее потенциала от потенциала ускоряющего электрода имеют место, конечно, только в условиях высокого вакуума, в специальных электронно-лучевых трубках. [6]

Резюмируя результаты наблюдений, можно сказать, что в области напряжений, где потенциал ускоряющего электрода близок к потенциалу экрана и характеризует истинную энергию бомбардирующих электронов, яркость свечения нарастает быстрее, чем напряжение. Этот вывод не формулирован авторами, но сам собой вытекает при обработке их экспериментальных данных. [8]

Непосредственное измерение по прекращению свечения является очень неточным, так как при небольших ускоряющих напряжениях из-за накопления на экране, имеющем непроводящую подложку, отрицательного заряда ( см. § 6.5), потенциал экрана будет значительно ниже потенциала ускоряющего электрода прожектора и экспериментально определенное значение начального потенциала может оказаться в несколько раз больше истинного. [10]

Концентрация электронов в луче характеризует плотность возбуждения люминофора. Произведение этой величины на потенциал ускоряющего электрода ( W / см2) соответствует так называемой нагрузке люминесцирующего экрана и характеризует мощность возбуждения. С последней величиной связано представление об отдаче, или способности като до люминофора превращать в данных условиях подводимую энергию возбуждения в энергию люминесцентного излучения. [12]

Он оказывает решающее влияние на форму зависимости между яркостью и напряжением и маскирует течение элементарных процессов в люминофоре. Как указано в предыдущем параграфе, потенциал ускоряющего электрода далеко не характеризует той действительной энергии, с которой электроны достигают экрана. Яркость экрана как функция напряжения второго анода и как функция энергии бомбардирующих электронов выражается различно. Первая форма зависимости представляет большой интерес для практики, так как выражает яркость в функции величины, легко контролируемой в условиях опыта. Второй вид зависимости требует для эксперимента специальной аппаратуры, но совершенно необходим, когда речь идет о физической картине процесса. [13]

В подражание более старым работам ускоряющее напряжение было принято равным потенциалу ускоряющего электрода минус мертвый потенциал экрана. В табл. 4 для характеристики отдельных катодолюминофоров приведены: 1) яркость экрана в стильбах при напряжении 12 kV, 2) коэффициент пропорциональности, характеризующий скорость нарастания яркости от напряжения, и 3) мертвый потенциал, полученный экстраполяцией прямолинейного участка до пересечения с осью напряжений. [14]

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Ускоряющий электрод

Ускоряющий электрод ( экРаниРУю1Ций электрод или первый анод) выполнен в виде металлического чашеобразного диска с отверстием на пути движения электронов. На ускоряющий электрод подается постоянный положительный потенциал. [3]

Ускоряющий электрод создает дополнительную экранировку, и влияние UA на яркость уменьшается. Вместе с тем в таких конструкциях улучшается фокусировка, так как уменьшается минимальный кружок пересечения. [5]

Ускоряющий электрод находится под отрицат. Энергия ускоренных ионов определяется разностью потенциалов между эмиттером и внеш. Наличие положит, пространств, заряда в ускоряющем промежутке ограничивает ионный ток из эмиттера. ИД: скорость истечения, тяговый кпд, энергетич. [7]

После ускоряющего электрода электроны двигаются равномерно. Питание пушки электрической энергией осуществляется от высоковольтного источника 7 постоянного тока. Электроны имеют одинаковый заряд, поэтому они отталкиваются друг от друга, вследствие чего диаметр пучка увеличивается, а плотность энергии в пучке уменьшается. [11]

Напряжение ускоряющих электродов формируется на конденсаторе С13 во время обратного хода луча, когда на выводе 9 ТВС относительно вывода 4 ТВС выделяется положительный импульс около 600 В, который, закрывая диоды Д9 и Д11 и открывая Д12, складывается с источником 150 В и заряжает конденсатор С13 до 700 В. [13]

Потенциал ускоряющего электрода Э совпадает с потенциалом средней плоскости между пластинами конденсатора, так что можно считать, что между ускоряющим электродом и конденсатором на частицы пучка поле не действует. [14]

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Потенциал ускоряющего электрода Э совпадает с потенциалом средней плоскости между пластинами конденсатора, так что можно считать, что между ускоряющим электродом и конденсатором на частицы пучка поле не действует. [1]

Таким образом, потенциал ускоряющего электрода не всегда представляет ту действительную энергию, с которой электроны достигают экрана. Яркость экрана как функция напряжения второго анода и как функция энергии бомбардирующих электронов выражается различно. Однако первая форма зависимости имеет большой интерес для практики, так как дает яркость в функции величины, легко контролируемой в условиях опыта. Второй вид зависимости необходим, когда речь идет о физической картине процесса. [2]

Тормозящий катодолюминесценцию отрицательный заряд поверхности и отставание ее потенциала от потенциала ускоряющего электрода имеют место, конечно, только в условиях высокого вакуума, в специальных электронно-лучевых трубках. [6]

Резюмируя результаты наблюдений, можно сказать, что в области напряжений, где потенциал ускоряющего электрода близок к потенциалу экрана и характеризует истинную энергию бомбардирующих электронов, яркость свечения нарастает быстрее, чем напряжение. Этот вывод не формулирован авторами, но сам собой вытекает при обработке их экспериментальных данных. [8]

Непосредственное измерение по прекращению свечения является очень неточным, так как при небольших ускоряющих напряжениях из-за накопления на экране, имеющем непроводящую подложку, отрицательного заряда ( см. § 6.5), потенциал экрана будет значительно ниже потенциала ускоряющего электрода прожектора и экспериментально определенное значение начального потенциала может оказаться в несколько раз больше истинного. [10]

Концентрация электронов в луче характеризует плотность возбуждения люминофора. Произведение этой величины на потенциал ускоряющего электрода ( W / см2) соответствует так называемой нагрузке люминесцирующего экрана и характеризует мощность возбуждения. С последней величиной связано представление об отдаче, или способности като до люминофора превращать в данных условиях подводимую энергию возбуждения в энергию люминесцентного излучения. [12]

Он оказывает решающее влияние на форму зависимости между яркостью и напряжением и маскирует течение элементарных процессов в люминофоре. Как указано в предыдущем параграфе, потенциал ускоряющего электрода далеко не характеризует той действительной энергии, с которой электроны достигают экрана. Яркость экрана как функция напряжения второго анода и как функция энергии бомбардирующих электронов выражается различно. Первая форма зависимости представляет большой интерес для практики, так как выражает яркость в функции величины, легко контролируемой в условиях опыта. Второй вид зависимости требует для эксперимента специальной аппаратуры, но совершенно необходим, когда речь идет о физической картине процесса. [13]

В подражание более старым работам ускоряющее напряжение было принято равным потенциалу ускоряющего электрода минус мертвый потенциал экрана. В табл. 4 для характеристики отдельных катодолюминофоров приведены: 1) яркость экрана в стильбах при напряжении 12 kV, 2) коэффициент пропорциональности, характеризующий скорость нарастания яркости от напряжения, и 3) мертвый потенциал, полученный экстраполяцией прямолинейного участка до пересечения с осью напряжений. [14]

Источник

Электрон в электрическом поле

Движение электрона в электрическом поле является одним из важнейших для электротехники физических процессов. Разберемся как это происходит в вакууме. Сначала рассмотрим пример движения электрона от катода к аноду в однородном электрическом поле.

1591370197 21

На приведенном ниже рисунке изображена ситуация, когда электрон покидает отрицательный электрод (катод) с пренебрежимо малой начальной скоростью (стремящейся к нулю), и попадает в однородное электрическое поле, присутствующее между двумя электродами.

1591369887 1

К электродам приложено постоянное напряжение U, а электрическое поле обладает соответствующей напряженностью E. Расстояние между электродами равно d. В данном случае на электрон со стороны поля будет действовать сила F, пропорциональная заряду электрона и напряженности поля:

1591369909 2

Поскольку электрон обладает отрицательным зарядом, то эта сила будет направлена против вектора E напряженности поля. Соответственно электрон будет в данном направлении электрическим полем ускоряться.

Ускорение a, которое испытывает электрон, пропорционально величине действующей на него силы F и обратно пропорционально массе электрона m. Поскольку поле однородно, ускорение для данной картины можно выразить так:

1591369913 3

В этой формуле отношение заряда электрона к его массе есть удельный заряд электрона — величина, являющаяся физической константой:

1591369948 4

Итак, электрон находится в ускоряющем электрическом поле, ибо направление начальной скорости v0 совпадает с направлением силы F со стороны поля, и электрон движется поэтому равноускоренно. Если никаких препятствий нет, то он пройдет путь d между электродами и попадет на анод (положительный электрод) с некой скоростью v. В момент когда электрон достигнет анода, его кинетическая энергия будет соответственно равна:

1591369901 5

Поскольку на всем пути d электрон ускорялся силами электрического поля, то данную кинетическую энергию он приобрел в результате работы, которую совершила сила, действующая со стороны поля. Эта работа равна:

1591369931 6

Тогда кинетическая энергия, которую приобрел электрон двигаясь в поле, может быть найдена следующим образом:

1591369944 7

То есть это есть ни что иное, как работа сил поля по ускорению электрона между точками с разностью потенциалов U.

В подобных ситуациях для выражения энергии электрона удобно использовать такую единицу измерения как «электронвольт», равную энергии электрона при напряжении в 1 вольт. А поскольку заряд электрона является константой, то и 1 электронвольт — также постоянная величина:

1591369919 8

Из предыдущей формулы можно легко определить скорость электрона в любой точке на его пути при движении в ускоряющем электрическом поле, зная лишь разность потенциалов которую он прошел ускоряясь:

1591369973 9

Как мы видим, скорость электрона в ускоряющем поле зависит лишь от разности потенциалов U между конечной и стартовой точками его пути.

Представим, что электрон начал движение от катода с пренебрежимо малой скоростью, а напряжение между катодом и анодом равно 400 вольт. В этом случае в момент достижения анода его скорость будет равна:

1591369977 10

Тут же легко можно определить время, за которое электрон пройдет расстояние d между электродами. При равноускоренном движении из состояния покоя средняя скорость находится как половина конечной скорости, тогда время ускоренного полета в электрическом поле будет равно:

1591369927 11

1591369885 12

Предположим что электрон покинул анод с какой-то начальной скоростью v и изначально стал двигаться в направлении катода. В этом случае сила F, действующая на электрон со стороны электрического поля, будет направлена против вектора электрической напряженности Е — от катода к аноду.

Она станет уменьшать начальную скорость электрона, то есть поле будет замедлять электрон. Значит электрон в данных условиях станет двигаться равномерно равнозамедленно. Ситуация описывается так: «электрон движется в тормозящем электрическом поле».

1591369922 13

От анода электрон начал двигаться с отличной от нуля кинетической энергией, которая при торможении начинает уменьшаться, поскольку энергия теперь расходуется на преодоление силы, действующей со стороны поля навстречу электрону.

1591369894 14

Если начальная кинетическая энергия электрона, когда он покинул анод, сразу была больше энергии, которую необходимо затратить полю на ускорение электрона при движении от катода к аноду (как в первом примере), то электрон пройдет расстояние d и в итоге все же достигнет катода несмотря на торможение.

1591369961 15

1591369892 16

А что если электрон влетает на скорости v0 в область действия электрического поля под прямым углом? Очевидно, сила со стороны поля в этой области направлена для электрона от катода к аноду, то есть против вектора напряженности электрического поля E.

Значит электрон теперь имеет две составляющие движения: первая — со скоростью v0 перпендикулярно полю, вторая — равноускоренно под действием силы со стороны поля, направленной к аноду.

Получается, что влетев в область действия поля, электрон движется по параболической траектории. Но вылетев за пределы области действия поля, электрон продолжит равномерное движение по инерции по прямолинейной траектории.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Лекция 5. Отбор энергии от электронного потока

Описание файла

PDF-файл из архива «Лекция 5. Отбор энергии от электронного потока», который расположен в категории «лекции и семинары». Всё это находится в предмете «электроника приборов свч» из седьмого семестра, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе «лекции и семинары», в предмете «электроника приборов свч» в общих файлах.

Просмотр PDF-файла онлайн

Текст из PDF

Естественным решением является конструктивное объединениезазора, пересекаемого электронным потоком, с полым резонатором, который,в свою очередь, соединяется с нагрузкой.б. Отбор энергии от модулированного электронного потока.Идеальная форма кривой конвекционного тока.Если пропустить через зазор одиночный электрон или один короткийэлектронный сгусток, то колебания, возбуждающие ударом в резонаторе,будут затухающими. Подавая в резонатор модулированный по плотностиэлектронный поток, т.

е. периодически следующие друг за другом сгусткиэлектронов, можно компенсировать потери в резонаторе и получить вустановившемся режиме незатухающие колебания. Условием отдачи энергииздесь также будет прохождение каждого сгустка через зазор при тормозящемэлектрическом поле.При рассмотрении с качественной точки зрения оптимальной формыэлектронных сгустков, т.е. при каком законе изменения конвекционного токаво времени будет достигнута максимальная мощность в нагрузке,ограничимся случаем, когда время пролета электрона много меньше периодаколебаний. Постоянное электрическое поле в зазоре при этом положимравным нулю, а начальная скорость электронов будет одинаковой и равной.На рис. (2.12) построены графики высокочастотного напряжения назазоре резонатора синусоидальной формы и произвольной формыпериодической функции конвекционного тока электронного пучка приравенстве частоты следования сгустков и частоты колебаний в резонаторе.Форма волны напряжения принята синусоидальной, что соответствуетколебаниям в высокодобротном полом резонаторе на одном из видовколебаний.Рис.2.

Такжежелательно, чтобы электроны проходили зазор при возможно сильномтормозящем поле. Отсюда можно заключить, что наиболее полный отборэнергии обеспечивается при пропускании электронов через зазор оченькороткими прямоугольными сгустками в моменты максимальноготормозящего электрического поля.При длительности импульсов конвекционного тока много меньшеполовины периода колебаний, т.е. ∆ ≪ /2, электрическое поле в зазореостается практически неизменным за время прохождения сгустка. Этоозначает, что при=вся кинетическая энергия электронных сгустковбудет полностью преобразована в энергию СВЧ колебаний, и КПДэлектронного прибора без учета потерь в колебательной системе будетприближаться к 100%.Период ВЧ напряжения на зазоре может не только равняться периодуследования электронных сгустков, но и быть кратным этому периоду. Чтоозначает, что импульсы конвекционного тока могут поступать не в каждыйтормозящий полупериод, но каждый раз полностью отдавать своюкинетическую энергию.

Применение резонансных колебательных систем для отбораэнергии от электроновУсилители и генераторы СВЧ должны иметь устройство, через котороеосуществляется связь лампы с внешней нагрузкой и обеспечивается отбор ВЧэнергии от электронного потока. Такое устройство можно назвать выходным.В электронных приборах, работающих на сравнительно низкихчастотах, отбор колебательной энергии и рассеивание в виде теплаизбыточной кинетической энергии электронов осуществляется прииспользовании одного и того же электрода – анода.На СВЧ функции выходного устройства могут успешно выполнятьсятремя электродами: рассматривавшимся выше двухсеточным зазором,входящим в состав полого резонатора, и коллектором, расположеннымпозади зазора.Эквивалентная схема зазора с полым резонатором, возбужденным наодном из видов колебаний, показана рис.3.Рис.3. Полый резонатор, служащий для отбора энергии от модулированногоэлектронного потока, и его эквивалентная схемаАктивная проводимость полн включает в себя эквивалентную активнуюпроводимость собственно резонатора и эквивалентную активнуюпроводимость нагрузки.

Источник

admin
Делаю сам
Adblock
detector