Katódsugarak
Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. május 25-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 15 szerkesztést igényelnek .Katódsugarak , más néven "elektronsugarak" - a vákuumcső katódja által kibocsátott elektronok áramlása.
Történelem
1854-ben megkezdődtek a nagyfeszültségű kísérletek ritka levegőben. És azt is megfigyelték, hogy a szikrák vákuumban lényegesen nagyobb távolságot tesznek meg, mint normál körülmények között.
Julius Plücker 1859-ben fedezte fel a katódsugarakat . Plücker az általa felfedezett katódsugarak eltérülését is megfigyelte egy mágnes hatására.
1879-ben W. Crookes megállapította, hogy külső elektromos és mágneses mezők hiányában a katódsugarak egyenes vonalban terjednek, és rájött, hogy mágneses tér eltérítheti őket. Egy általa megalkotott gázkisülési cső segítségével felfedezte, hogy egyes kristályos anyagokra (továbbiakban katód- luminoforoknak ) esve a katódsugarak izzanak.
1897-ben D. Thomson felfedezte, hogy a katódsugarakat elektromos tér eltéríti, megmérte a részecske töltés/tömeg arányát, és elektronoknak nevezte el ezeket a részecskéket . Ugyanebben az évben Karl F. Brown a W. Crookes cső alapján megtervezte az első katód- vagy katódsugárcsövet [1] .
A katódsugarak leírása
A katódsugarak vákuumban a katód és az anód közötti potenciálkülönbséggel felgyorsított elektronokból állnak, vagyis olyan elektródákból, amelyek egymáshoz képest negatív és pozitív potenciálon vannak. A katódsugarak kinetikus energiával rendelkeznek , és képesek mechanikai mozgást kölcsönözni például egy fonógép pengéinek. A katódsugarakat mágneses és/vagy elektromos mezők eltérítik. A katódsugarak képesek fényporok izzítására . Ezért, amikor fényporokat viszünk fel egy átlátszó cső belső felületére, a fény a cső külső felületén látható. Ezt a hatást vákuumelektronikai eszközökben használják ki , mint például a katódsugárcsövek , elektronmikroszkópok , röntgencsövek és rádiócsövek .
A katódsugarak kinetikus energiája az anód közelében (ha nincs akadály a katód és az anód között) egyenlő az e elektrontöltés és az elektródok közötti potenciálkülönbség U szorzatával : E = eU . Például, ha a potenciálkülönbség 12 kV , az elektronok 12 kilo elektronvolt (keV) energiára tesznek szert.
A katódsugarak megjelenéséhez az elektronoknak a katódról az elektródák közötti térbe kell távozniuk, amit elektronemissziónak nevezünk. Előfordulhat katódmelegítés ( termikus emisszió ), megvilágítása ( fotoelektronikus emisszió ), elektronbecsapódás ( szekunder elektronemisszió ) stb.
Bár a katódsugarak elektronjai egy sűrű anyagban gyorsan energiát veszítenek, elég nagy (tíz kilovolt) gyorsítópotenciál esetén egy vákuumcsőből egy kellően vékony falon (mm-töredéken) át tudnak hatolni a levegőbe. A több tíz kiloelektronvolt energiájú katódsugarak levegőben való futása néhány centiméterre korlátozódik.
Vákuumban a katódsugarak nem láthatók, azonban az anyaggal kölcsönhatásba lépve radiolumineszcenciát okoznak az atomhéjak gerjesztése és az atom által a fotonokon keresztüli energiakibocsátás, beleértve a látható fényt is. Különösen a vákuumcsőben lévő maradék gáz jelenlétében figyelhető meg annak izzása (lásd a rózsaszín izzást a csőben az alábbi képen). Radiolumineszcencia figyelhető meg az anód anyagában vagy más, a sugár alá eső tárgyakban (például a Crookes-cső végén lévő üvegben), valamint a levegőben, amikor a katódsugarakat kivesszük a csőből.
A katódsugarakat az elektronsugaras technológiákban[2] használják, például az UELI-1 [3] univerzális elektronsugaras elpárologtatóban , amelyet filmbevonatok leválasztására hoztak létre , valamint az elektronlitográfiában . Az elektronsugaras technológiák környezetbarátabbak, kevésbé energiaigényesek és gyakorlatilag hulladékmentesek [4] . A 3D nyomtatókban is használatos ( Electron-beam melting, EBM , Electron Beam Layered Synthesis ), az Arcam 3D nyomtatókat gyárt elektronsugarat használva.
-
Crookes cső
-
Crookes cső működés közben
-
Katódsugár mágneses térben
-
Katódsugár mágneses térben
Jegyzetek
- ↑ Az elektronikus televíziózás 90 éve . Letöltve: 2021. november 26. Az eredetiből archiválva : 2021. november 26.
- ↑ Elektron iparos . Letöltve: 2022. július 3. Az eredetiből archiválva : 2022. április 7..
- ↑ Vasicsev Borisz Nyikitovics . Hozzáférés dátuma: 2016. szeptember 29. Az eredetiből archiválva 2016. október 1-jén.
- ↑ Orosz elektronsugaras technológiák 2013-ban Archív másolat 2017. január 13-án a Wayback Machine -nél
Irodalom
- Abrahamyan E.A. Ipari elektrongyorsítók . - M. : Energoatomizdat, 1986. - 250 p.
- Nikerov V.A. Elektronsugarak munka közben. — M. : Energoatomizdat, 1988. — 128 p. - ( A diák népszerű tudományos könyvtára ).
- J. R. Pierce. Az elektronsugarak elmélete és számítása. - M. , 2012. - 217 p. - ISBN 978-5-458-48359-9 .
- Abrahamyan E.A., Alterkop B.A., Kuleshov G.D. Intenzív elektronsugarak: fizika, technológia, alkalmazások. - M. : Energoatomizdat, 1984. - 231 p.
- Alyamovsky IV Elektronnyalábok és elektronágyúk. - M . : Szovjet rádió, 1966. - 231 p.
- Molokovskiy SI, Sushkov AD Intenzív elektron- és ionsugarak. - M. : Energoatomizdat, 1991. - 304 p. — ISBN 5-283-03973-0 .
- Elektron-optikai rendszerek számításának modern módszerei. - L . : Anyagok; Uniós szeminárium az elektron-optikai rendszerek számítási módszereiről (1985. január 22-24., Leningrád), 1986. - 166 p.
- Z. Schiller, W. Geisig, Z. Panzer. Elektronsugaras technológia. - M . : Energia, 1980. - 528 p.
- Popov VF, Gorin Yu. N. Az elektron-ion technológia folyamatai és telepítései. - M . : Feljebb. iskola, 1988. - 255 p. — ISBN 5-06-001480-0 .
- Vinogradov M.I., Maishev Yu.P. Vákuumos eljárások és berendezések ion- és elektronsugaras technológiához. - M . : Mashinostroenie, 1989. - 56 p. - ISBN 5-217-00726-5 .
Linkek
| elektronsugaras eszközök | ||
|---|---|---|
| Adók | Crookes cső | |
| Foster |
| |
| emlékezve | ||
| Elektron mikroszkóp | ||
| Egyéb |
| |
| Fő részek |
| |
| Fogalmak | ||
 Szótárak és enciklopédiák |
|
|---|---|
| Bibliográfiai katalógusokban |