Неоднородном электрическом поле

Рассмотрим принцип устройства электрических линз, в которых движение электронов изменяется электрическим полем. Линза состоит из двух отделенных узкой щелью коаксиальных цилиндров, к которым приложена разность потенциалов. Напряженность электрического поля перпендикулярна к эквипотенциальным поверхностям и имеет составляющую параллельную оси линзы, и составляющую, перпендикулярную к оси. Электроны, вышедшие из некоторой точки P и вступившие в линзу, в левой половине электрического поля отклоняются полем, к оси линзы, и поэтому расходящийся пучок превращается в сходящийся. В правой половине поля направление Er, изменяется на противоположное и на электроны действует сила, направленная от оси наружу. Однако, электроны, достигнув центральной плоскости (щели), прошли ускоряющую разность потенциалов u/2 (u - разность потенциалов между цилиндрами) и увеличили свою скорость. Поэтому электронный пучок во второй части линзы, хотя и уменьшает свою сходимость, остается все же сходящимся и пересекает ось в некоторой точке P1 которая и является изображением точки P.

Для электрической линзы, так же как и для оптической, существует определенная точка F1 на оси линзы, которая отличается тем, что расходящийся электронный пучок, выходящий из этой точки, после преломления в линзе превращается в параллельный. Эта точка называется главным фокусом линзы, а её расстояние от центра линзы (центра щели) — главным фокусным расстоянием. С другой стороны линзы расположен её второй главный фокус. Легко сообразить, что для рассматриваемой электрической линзы оба фокусных расстояния неодинаковы.

На рисунке изображена электрическая линза, для которой оба фокусных расстояния одинаковы. Она состоит из двух диафрагм Д1 и Д2, соединенных вместе и находящихся при одинаковом потенциале и третьей диафрагмы Д3 помещенной между ними. Если внутренняя диафрагма имеет отрицательный потенциал относительно крайних диафрагм, то линза является для электронов собирательной.

Так как потенциал пространства слева и справа от рассматриваемой линзы одинаков, то она соответствует оптической линзе, с обеих сторон которой находится одна и та же среда. Линзам для электронов, так же как и оптическим линзам, присущи различные ошибки или аберрации, которые не позволяют получить абсолютно резкое изображение. Эти аберрации можно лишь уменьшить, но не устранить вовсе.

35. Электромагнитная индукция. Токи смещения.

Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него.

Закон Фарадея

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея (в системе СИ):

где

— электродвижущая сила, действующая вдоль произвольно выбранного контура,

— магнитный поток через поверхность, натянутую на этот контур.

Знак «минус» в формуле отражает правило Ленца, названное так по имени российского физика Э. Х. Ленца:

Индукционный ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре, имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует тому изменению магнитного потока, которым был вызван данный ток.

Для катушки, находящейся в переменном магнитном поле, закон Фарадея можно записать следующим образом:

где

— электродвижущая сила,

— число витков,

— магнитный поток через один виток,

— потокосцепление катушки.

Ток смещения или абсорбционный ток — понятие из области теории классической электродинамики. Введено Дж. К. Максвеллом при построении теории электромагнитного полядля описания слабых токов, возникающих при смещении заряженных частиц в диэлектриках.