Авиационно инженерство Административно право Административно право Беларус Алгебра Архитектура Безопасност на живота Въведение в професията „психолог” Въведение в икономиката на културата Висша математика Геология Геоморфология Хидрология и хидрометрия Хидросистеми и хидравлични машини Културология Медицина Психология икономика дескриптивна геометрия Основи на икономически т Oria професионална безопасност Пожарна тактика процеси и структури на мисълта, Професионална психология Психология Психология на управлението на съвременната фундаментални и приложни изследвания в апаратура социалната психология социални и философски проблеми Социология Статистика теоретичните основи на компютъра автоматично управление теория на вероятностите транспорт Закон Turoperator Наказателно право Наказателно-процесуалния управление модерна производствена Физика Физични феномени Философски хладилни инсталации и екология Икономика История на икономиката Основи на икономиката Икономика на предприятията Икономическа история Икономическа теория Икономически анализ Развитие на икономиката на ЕС Спешни ситуации ВКонтакте Однокласници Моят свят Facebook LiveJournal Instagram
border=0

Устройство и принцип на работа на електростатични и магнитни лещи

<== предишна статия | следващата статия ==>

На електроните в електрическото поле на сила E се действа. , Електрон, попадащ в електрическо поле, се движи по права линия. При еднородно поле електронният лъч се трансформира в паралелен поток от електрони.

Фиг. 3.1 Електронен лъч в еднородно електрическо поле.

Силовите линии са показани с прекъснати линии, еквипотенциалните повърхности са твърди. F = e E = e (V / d)

Силовите линии на полето са показани с прекъснати линии, като частите на еквипотенциалните повърхности по равнината на фигурата са показани с плътни линии. Потенциалът на поле V се увеличава при движение от горе до долу.

Фиг. 3.2 Отклонение на светлинния лъч в нееднородна оптична среда. Индексът на пречупване n се увеличава, когато се движи от горе до долу.

Движението на заредените частици в такива устройства може да бъде доста точно описано в рамките на класическата механика, тъй като вълновата природа на частиците в тези проблеми практически не се проявява. В това приближение EI и EO се наричат ​​геометрични по аналогия с геометричната оптика на светлинните лъчи, което се изразява във факта, че поведението на лъчи на заредени частици в електрически и магнитни полета в много отношения е сходно с поведението на светлинните лъчи в нехомогенни оптични среди. Качествено, това сходство се намира вече при сравняване на фиг. 3.1 и 3.2. Тази аналогия се основава на по-обща аналогия между класическата механика и светлинната геометрична оптика, установена от ирландския математик и физик Уилям Хамилтън, който през 1834 г. доказа, че уравнението на общата механика (уравнението на Хамилтън - Якоби) е сходно по форма с оптичното ейконално уравнение. Както и в светлината геометрична оптика, понятието за индекс на пречупване се въвежда в геометричния EO и EO.

Фиг. 3.3 Пречупване на светлинния лъч на границата на две среди с различни показатели на пречупване; sin i / sin r = n2 / n1 и пречупването на електронния лъч на границата на две среди с различни потенциали sin i / sin r = (V2 / V1) 1/2.

При изчисляване на грешките в изображението за бързи частици, то е подобно на аберациите на оптичните системи. Когато апроксимацията на геометричните EO и EUT е недостатъчна, например, когато се изучава разделителната способност на електронния микроскоп, участват методите на квантовата механика.

Асиметричните лещи и огледалата създават правилни електронно-оптични образи, ако заредените частици се движат достатъчно близо до оста на симетрия на полето, а началните им скорости се различават малко един от друг. Ако тези условия не са изпълнени, грешките в изображението стават много значими. Когато субектът и изображението лежат извън полето, осесиметричният EL винаги събира. Свойствата на електростатично осесиметрично EL се определят от позицията на нейните кардинални точки, подобно на кардиналните точки на осесиметричните светлооптични изображения: огнища, основни точки и възлови точки. Образът е изграден по правилата на светлината геометрична оптика. В магнитното ЕЛ то се завърта допълнително под някакъв ъгъл.

Електростатичните осесиметрични полета се характеризират със същите геометрични аберации като светлоцентрирани системи от сферични повърхности: сферична аберация, астигматизъм, кривина на изображението, изкривяване и кома. В магн. към тях се добавят полета. анизотропно изкривяване, астигматизъм и кома. В допълнение, съществуват три вида хроматични аберации (две в електростатични полета), поради някакво неизбежно изменение на енергиите на частиците, влизащи в полето. Най-общо казано, EL аберациите с ротационна симетрия при сравними условия значително надвишават аберациите на светлинно-центрираните оптични системи. Въпросът за компенсиране на аберации или намаляването им е един от основните въпроси в теоретичните ОУ и ИО.

Фиг. 3.4 Хроматична аберация в светлинно-оптични (а) и електронни (б) лещи.

Сферичната аберация на лещата възниква поради факта, че по краищата му лъчите се отклоняват по-силно, отколкото в средната част. В резултат на това изображението на точката ще се показва като сегмент, успореден на оптичната ос. Секцията на лъча ще даде изображение във формата на място с ограничен размер. В резултат на това, поради аберация, изображението на обекта е изкривено.

В оптичните и електронните системи се наблюдава и явлението хроматична аберация , поради зависимостта на коефициента на пречупване от дължината на вълната (дисперсията). Това води до факта, че линиите с различни дължини на вълните се събират от лещата в различни точки.

Има и други видове EL и EZ, чиито полета имат различни типове симетрия. T. n. цилиндрични електростатични и магнитни EL и EZ създават линейни изображения на точкови обекти. В редица аналитични инструменти висококачественото фокусиране е необходимо само в една посока. В тези случаи е препоръчително да се приложи т.нар. трансаксиални електростатични EL или EZ. За въздействието върху снопове на заредени частици с високи енергии се използват квадруполни ЕЛ (електростатични и магнитни).

Електрооптични устройства с електрически или магнитни полета, насочени през лъча, се използват за отклоняване на снопове на заредени частици.

В електро-оптичните устройства широко се използват не само електрическите, но и магнитните полета с ротационна симетрия около оптичната ос на системата.

Фиг. 3.5 Електронен лъч в еднородно магнитно поле.

Линиите на магнитната индукция, перпендикулярни на равнината на чертежа и насочени от чертежа към нас, са показани с точки. F = e [vB]; R = mv / eB.

Електронните лъчи (EL) и електронните огледала (EZ) с такива полета се наричат ​​осесиметрични. Електрически полета със симетрия на въртене се създават от електроди под формата на цилиндри, чаши, диафрагми с кръгли отвори и др.

Фиг. 3.6 Сферичен кондензатор: 1 - кондензаторни електроди; 2 - точков обект; 3 - изображение на субекта; Диафрагми с 4 пръстена.

Изображението се намира на права линия, минаваща през източника и центъра O spherich. електроди.

Фиг. 3.7 Стъклени лещи (а) и мрежести електронни лещи, конструирани по аналогия с тях (б).

Електротехника. Полетата обикновено се формират от различни кондензатори: плоски, цилиндрични, сферични (фиг. 3.7) и тороидални.

Фиг. 3.8 Потенциално разпределение в полето между два цилиндрични електрода

Фиг. 3.9 Потапящи се електронни лещи.

Фиг. 3.10 Едно електронни лещи.

За получаване на осесиметрични магнитни полета се използват електромагнити (понякога постоянни магнити) с полюси под формата на въртящи се тела или намотки с ток (фиг. 3.11).

Фиг. 3.11 Магнитна леща във формата на бобина: а - изглед отстрани; b - изглед отпред;

1 - бобина; 2 - електропроводни линии. област; 3 - електронна траектория.

Пунктираните линии показват очертанията на електронния лъч, излизащ от точка А (обект) и фокусиран в точка В (изображение).

Отклоняващите магнитни полета се създават от електромагнити или проводници, през които тече ток. Формите на отклоняващите се електрически и магнитни полета, използвани в мас-спектрометрите, електронните спектрометри и други аналитични инструменти, в които пространствата, разделени от пространството (разрешават) заредени частици по енергия и маса, а също и фокусиращите греди, са много разнообразни.

От различните видове магнитни полета често се използват еднакво поле и секторно поле (фиг. 3.12). За да се подобри качеството на фокусиране, границите на секторния магнит са извити. полета, както и да прилагат нехомогенни магнитни полета, силата на които варира според определен закон.

а) б)

Фиг.3.12 Отклонение и фокусиране на сноп от заредени частици с хомогенно (а) магнитно поле: 1 - обект; 2 - изображение и сектор (б) магнитно поле: 1 - магн. област; 2 - предмет (източник слот); 3 - изображение.

Заредените частици, излъчвани от линеен обект (процеп) в малък ъгъл 2а, първо се разминават и след това, описвайки полукръгове с радиус r, които са еднакви за всички частици със същата маса и енергия, те образуват изображение на обекта под формата на лента. Линейният обект и лентовото изображение са успоредни на линиите на магнитното поле, насочени перпендикулярно на равнината на фигурата.

Изброените отклоняващи се електрически и магнитни устройства, понякога наричани електронни (йонни) призми , се различават от светлинно-оптичните призми по това, че не само отклоняват, но и фокусират лъчите на заредени частици. Фокусирането води до факта, че паралелните лъчи, попадащи в полетата на такива устройства, престават да бъдат успоредни след отклонението.

В същото време за създаване на висококачествени аналитични инструменти са необходими електронни (йонни) призми, които, подобно на светлинните призми, поддържат паралелни лъчи. Като такива електронни призми използват телескопични системи на електрически и магнитни полета. Добавяйки към електронната призма един колиматор EL на входа и фокусиране на изхода, може да се получи аналитично. устройство, което комбинира висока резолюция и голяма електронно-оптична апертура.

<== предишна статия | следващата статия ==>





Вижте също:

Сканиращо микроскопско устройство

Практическо приложение на ефекта на повърхностния плазмен резонанс

Електронен дифракционен метод

Обща физиология на сензорните системи

Методи за изследване на наноматериали и наноструктури

Методи за измерване, използващи сензори на конзолна основа

НГР метод - спектроскопия

Свойства и приложна стойност на наноматериалите

Класификации на рецепторите

Връщане към съдържанието: Съвременни фундаментални и приложни изследвания в приборостроенето

Видян: 5896

11.45.9.55 © ailback.ru не е автор на публикуваните материали. Но предоставя възможност за безплатно ползване. Има ли нарушение на авторските права? Пишете ни Обратна връзка .