От лат evaporo испаряю и греч grapho пишу), метод получения изображений объектов в их собственном (обычно ик) тепловом излучении. Предложен нем
Вид материала | Документы |
- Реферат по русскому языку на тему: «Типы словарей», 284.65kb.
- Метод распознавания изображений гистологических препаратов в задачах медицинской диагностики, 31.25kb.
- Конспект лекций для 16-и часового курса начертальная геометрия издание 2-ое, 578.52kb.
- Обработка и передача изображений, 243.48kb.
- Социоло́гия (от лат socius общественный; др греч. λόγος мысль, причина) наука о закономерностях, 85.75kb.
- Isbn 5-7262-0634 нейроинформатика 2006, 165.42kb.
- М. В. Лычагин Зав кафедрой д э. н., профессор, 986.65kb.
- Предложен метод неразрушающего акустического контроля многофазных макрооднородных композитных, 14.58kb.
- От греч autos -сам, bios жизнь, grapho пишу, лит прозаический жанр; как правило, последовательное, 2051.5kb.
- М. В. Корытова научный руководитель Р. Т. Файзуллин, д т. н., профессор Омский государственный, 26.14kb.
Особенности Э. в., законы их возбуждения и распространения описываются Максвелла уравнениями. Если в какой-то области пр-ва существуют электрич. заряды е и токи I, то изменение их. со временем t приводит к излучению Э. в. На характер распространения Э. в. существенно влияет среда, в к-рой они распространяются.

Э. в. могут испытывать преломление, в реальных средах имеет место дисперсия волн, вблизи неоднородностей наблюдаются дифракция волн, интерференция волн, полное внутреннее отражение и др. явления, свойственные волнам любой природы. Пространств. распределение эл.-магн. полей, временные зависимости E(t) и H(t), определяющие тип волн (плоские, сферические и др.), вид поляризации и др. особенности Э. в. задаются, с одной стороны, хар-ром источника излучения, с другой -св-вами среды, в к-рой они распространяются. В случае однородной и изотропной среды вдали от зарядов и токов, создающих эл.-магн. поле, ур-ния Максвелла приводят к волновым уравнениям

описывающим, в частности, распространение плоских монохроматич. Э. в.:

Здесь — диэлектрическая, — магн. проницаемости среды, Е0 и H0 — амплитуды колебаний электрич. и магнит. полей, =2 — круговая частота этих колебаний, — произвольный сдвиг фазы, k — волновой вектор, r — радиус-вектор точки; — оператор Лапласа
(EH k, H0 =(/)E0).
Если среда неоднородна или содержит поверхности, на к-рых изменяются её электрич. либо магн. св-ва, или если в пр-ве имеются проводники, то тип возбуждаемых и распространяющихся Э. в. может существенно отличаться от плоской линейно поляризованной волны. Э. в. могут распространяться вдоль направляющих поверхностей (поверхностные волны), в передающих линиях, в полостях, образованных хорошо проводящими стенками (см. Радиоволноводы, Световод), в квазиоптич. линиях (см. Квазиоптика).
Хар-р изменения во времени Е и Н определяется законами изменения тока I(t) и зарядов e(t), возбуждающих Э. в. Однако форма волны в общем случае не следует I (t) или e(t). Она в точности повторяет форму тока только в случае линейной среды, если I=I0sint. Т. к. волны любой формы можно представить в виде суммы гармонических составляющих, то для линейных сред, для которых справедлив суперпозиции принцип, все задачи излучения, распространения и поглощения Э. в. произвольной формы сводятся к решению задач для гармонич. Э. в. В изотропном пр-ве скорость распространения гармонич. Э. в., т. е. фазовая скорость v=c(). При наличии дисперсии скорость переноса энергии vгр (групповая скорость) может отличаться от v. Плотность по-
тока энергии, переносимой Э. в., определяется Пойнтинга вектором S= (c/4)[EH]. Т. к. в изотропной среде векторы Е, Н и k образуют правовинтовую систему, то S совпадает с направлением распространения Э. в. В анизотропной среде (в т. ч. вблизи проводящих поверхностей) S может не совпадать с направлением распространения Э. в.
Простейшим излучателем Э. в. явл. электрич. диполь — отрезок проводника длиной 1<< по к-рому протекает ток i=i0 sint. На расстоянии от диполя r>> образуется волновая зона (зона излучения), где распространяются сферич. волны (см. Антенна).
Создание мощных источников радиоволн во всех диапазонах, а также появление квантовых генераторов, в частности лазеров, позволило достичь напряжённости электрич. поля в Э. в., существенно изменяющих св-ва сред, в к-рых происходит их распространение. Это привело к развитию нелинейной теории Э. в. При распространении Э. в. в нелинейной среде ( и зависят от Е и Н) её форма изменяется. Если дисперсия мала, то по мере распространения Э. в. они обогащаются высшими гармониками и их форма постепенно искажается (см. Нелинейная оптика). Напр., после прохождения синусоидальной Э. в. характерного пути (величина к-рого определяется степенью нелинейности среды) может сформироваться ударная волна, характеризующаяся резкими изменениями Е и Н (разрывами) с их послед. плавным возвращением к первонач. величинам. Большинство нелинейных сред, в к-рых Э. в. распространяются без сильного поглощения, обладает значит. дисперсией, препятствующей образованию ударных Э. в. Поэтому образование ударных волн возможно лишь в диапазоне X от неск. см до длинных волн. При наличии дисперсии в нелинейной среде возникающие высшие гармоники распространяются с разл. скоростью, и существ. искажения формы исходной волны не происходит. Образование интенсивных гармоник и вз-ствие их с исходной волной может иметь место лишь при специально подобранных законах дисперсии (см. Параметрический генератор света).
Э. в. разл. диапазонов характеризуются разл. способами возбуждения и регистрации. Они по-разному взаимодействуют с в-вом. Процессы излучения и поглощения Э. в. от самых длинных волн до инфракрасного излучения достаточно полно описываются соотношениями электродинамики. На более высоких частотах доминируют процессы, имеющие существенно квантовую природу, а в оптич. диапазоне и тем более в диапазонах рентгеновских и -лучей излучение и поглощение Э. в. могут быть описаны
875
только на основе представлений о дискретности этих процессов. Во многих случаях эл.-магн. излучение ведёт себя не как набор монохроматич. Э. в. с частотой и волн. вектором k, а как поток квазичастиц — фотонов с энергией ћ и импульсом p=ћ/c. Волн. св-ва проявляются, напр., в явлениях дифракции и интерференции, корпускулярные — в фотоэффекте и Комптона эффекте. • Т а м м И. Е., Основы теории электричества, 9 изд., М., 1976; Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Теория поля, 6 изд., М., 1973 (Теоретическая физика, т. 2); их же, Электродинамика сплошных сред, М., 1959; Ландсберг Г. С., Оптика, 5 изд., М., 1976 (Общий курс физики).
В. В. Мигулин.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ, взаимосвязанные колебания электрич. (E) и магн. (Н) полей, составляющих единое электромагнитное поле. Распространение Э. к. происходит в виде электромагнитных волн. Э. к. представляют собой совокупность фотонов, и только при очень большом числе фотонов их можно рассматривать как непрерывный процесс.
Различают вынужденные Э. к., поддерживаемые внеш. источниками, и собственные колебания, существующие и без них. В неограниченном пр-ве или в системах с потерями энергии (диссипативных) возможны собств. Э. к. с непрерывным спектром частот. Пространственно огранич. консервативные (без потерь энергии) системы имеют дискретный спектр собств частот, причём каждой частоте соответствует один или неск. независимых типов колебаний (мод). Напр., между двумя отражающими плоскостями в вакууме, отстоящими друг от друга на расстояние l, возможны только синусоидальные Э. к. с круговыми частотами nпс/l, где n — целое число. Собств. колебания имеют вид синусоидальных стоячих волн, в к-рых колебания векторов Е и Н сдвинуты во времени на T/4, а пространств. распределения их амплитуд смещены на /4, так что максимумы (пучности) Е совпадают с нулями (узлами) Н, и наоборот. В таких Э. к. энергия в среднем не переносится в пр-ве, но внутри каждого четвертьволнового участка между узлами полей происходит независимая периодич. перекачка электрич. энергии в магнитную и обратно.
Представление Э. к. в виде суперпозиции мод с дискретным или непрерывным спектром допустимо для любой сложной системы проводников и диэлектриков, если поля, токи, заряды в них связаны между собой линейными соотношениями. В квазистационарных системах, размеры к-рых << области, где преобладают электрич. или магн. поля, могут быть пространственно разделены и сосредоточены в отд. элементах: Е — в ёмкостях С, Н — в индуктивностях
L. Типичный пример системы с сосредоточенными параметрами - - колебательный контур, где происходят колебания зарядов на обкладках конденсаторов и токов в катушках самоиндукции. Э. к. в ограниченных консервативных системах с распределёнными параметрами С и L имеют дискретный спектр собств. частот.
В средах эл.-магн. поле взаимодействует с заряж. ч-цами (эл-нами, ионами), создавая индуциров. токи. Токи проводимости обусловливают потери энергии и затухание Э. к.; токи, связанные с поляризацией и намагниченностью среды, определяют значения её диэлектрич. и магн. проницаемостей, а также скорость распространения в ней эл.-магн. волн и спектр собств. частот Э. к. Если индуциров. токи зависят от E и Н нелинейно, то период, форма и др. хар-ки Э. к. зависят от их амплитуд (см. Нелинейные системы); при этом принцип суперпозиции недействителен и может происходить перекачка энергии Э. к. от одних частот к другим (см. Нелинейная оптика). На этом основаны принципы работы большинства генераторов, усилителей и преобразователей частоты Э. к.
Возбуждение Э. к. в устройствах с сосредоточенными параметрами, как правило, осуществляется путём прямого подключения к ним генераторов, в ВЧ устройствах с распределёнными параметрами — при помощи элементов связи (вибраторов, петель связи, рамок, отверстий и др.), а в оптич. устройствах — применением линз, призм, отражающих полупрозрачных зеркал и т. д.
• Горелик Г. С., Колебания и волны, 2 изд., М., 1959; П а р с е л л Э., Электричество и магнетизм, пер. с англ., 2 изд., М., 1975 (Берклеевский курс физики, т. 2); Крауфорд Ф., Волны, пер. с англ., 2 изд., М., 1976 (Берклеевский курс физики, т. 3).
М. А. Миллер, Л. А. Островский.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ, преобразователь силы электрич. тока в механич. перемещение на основе вз-ствия магн. поля катушки, по обмоткам к-рой протекает ток, пропорц. измеряемой величине, с ферромагн. сердечниками, образующими обычно подвижную часть механизма; применяется для измерений в цепях пост. и перем. тока.

Рис. 1. Устройство эл.-магн. измерит. механизма с плоской катушкой: 1 — катушка; 2 — ферромагн. сердечник; 3 — пружины, создающие противодействующий механич. момент; 4 — стрелка; 5 — шкала.
Наиболее распространены Э. и. м. с плоской (прямоуг.) и круглой катушкой. В Э. и. м. с плоской катушкой (рис. 1) ферромагн. сердечник при
протекании тока по катушке втягивается в неё, противодействующий момент создаётся пружинами. В Э. и. м. с круглой катушкой (рис. 2) внутри катушки расположены неподвижный и подвижный сердечники. При протекании тока по катушке сердечники одноимённо намагничиваются и вращающий момент возникает за счёт отталкивания сердечников. Существуют лаб. вольтметры и амперметры с Э. и. м. на пост. и перем. токе (до 2,5 кГц), однако осн. область применения Э. и. м.— щитовые амперметры и вольтметры для измерений в цепях перем. тока пром. частоты (50 Гц) с осн. погрешностью в % от верхнего предела измерений 1,5—2,5%. В виде логометров Э. и. м. применяются также в щитовых фазометрах (в т. ч. трёхфазных), ёмкости измерителях.

Рис. 2. Устройство эл.-магн. измерит. механизма с круглой катушкой: 1 — катушка; 2 и 3 — неподвижный и подвижный сердечники; 4 — пружина, создающая противодействующий механич. момент; 5 — стрелка.
• Основы электроизмерительной техники, М., 1972; Справочник по электроизмерительным приборам, 2 изд., Л., 1977.
В. П. Кузнецов.
ЭЛЕКТРОН (символ е-, е), первая элем. ч-ца, открытая в физике; матер. носитель наименьшей массы и наименьшего электрич. заряда в природе. Э.— составная часть атомов; их число в нейтр. атоме равно ат. номеру, т. е. числу протонов в ядре. Заряд (е) и масса (mе) Э. равны:
е=- 4,803•10-10 ед. СГСЭ-1,6•10-19 К, mе0,91•10-27, г0,511 МэВ. Спин Э. равен 1/2 (в ед. ћ), и, следовательно, Э. подчиняются Ферми — Дирака статистике. Магн. момент Э. е-1,001160, где 0 — магнетон Бора. Э.— стабильная ч-ца и относится к классу лептонов.
Э. был открыт англ. физиком Дж. Дж. Томсоном в 1897. Назв. «Э.» (предложенное в 1891 ирл. физиком Дж. Стони для заряда одновалентного иона) происходит от греч. слова elektron — янтарь. Электрич. заряд Э. условились считать отрицательным в соответствии с более ранним соглашением называть отрицательным заряд наэлектризов. янтаря (см. Электрический заряд). Античастица Э.— позитрон открыта в 1932.
876
Э. участвует в эл.-магн., слабом и гравитац. вз-ствиях. В классич. электродинамике Э. ведёт себя как ч-ца, движение к-рой подчиняется Лоренца — Максвелла уравнениям. Понятие «размер Э.» не удаётся сформулировать непротиворечиво, хотя величину r0=е2/mес2 ~ 10-11 см принято называть классич. радиусом Э. Причину этих затруднений удалось понять в рамках квант. механики. Согласно гипотезе франц. физика Л. де Бройля (1924), Э. (как и все др. матер. микрообъекты) обладает не только корпускулярными, но и волн. св-вами (см. Волны де Бройля). Де-бройлевская длина волны Э. =2ћ/mеv, где v — скорость движения Э. В соответствии с этим, Э., подобно свету, могут испытывать интерференцию и дифракцию. Волн. св-ва Э. были экспериментально обнаружены в 1927 амер. физиками К. Дэвиссоном и Л. Джермером (см. Дифракция микрочастиц).
Движение Э. подчиняется ур-ниям квант. механики: Шрёдингера уравнению для нерелятивистских явлений и Дирака уравнению — для релятивистских. Опираясь на эти ур-ния, можно показать, что оптич., электрич., магн., хим. и механич. св-ва в-в объясняются особенностями движения Э. Наличие спина существ. образом влияет на хар-р движения Э. в атоме. В частности, только учёт спина Э. в рамках квант. механики позволил объяснить периодич. систему элементов Д. И. Менделеева, а также природу хим. связи атомов в молекулах.
Э. могут рождаться в разл. реакциях, самыми известными из к-рых явл. распад отрицательно заряж. мюона: - e-+v~e+v, а также бета-распад нейтрона: np+e-+v~e. Последняя реакция явл. источником е- при радиоактивном распаде ядер. Оба процесса — частные случаи слабого взаимодействия. Примером эл.-магн. процессов, в к-рых происходят превращения Э., может служить аннигиляция эл-на и позитрона в два -кванта: е-+е++. С 60-х гг. интенсивно изучаются процессы рождения адронов при столкновении эл-нов с позитронами (встречные пучки), напр. рождение пары -мезонов: е-+е+-++ . В кон. 1974 в аналогичной реакции открыта новая элем. ч-ца J/ (см. Мезоны со скрытым «очарованием»).
Релятивистская квант. теория Э.— квантовая электродинамика, в к-рой достигнуто прекрасное согласие с экспериментом. Так, вычисл. значение магн. момента Э.

(где 1/137 — тонкой структуры постоянная) с чрезвычайно высокой точностью совпадает с его эксперим.
значением. Однако теорию Э. нельзя считать законченной, поскольку ей присущи внутр. логич. противоречия.
• Милликен Р., Электроны (+ и -), протоны, фотоны, нейтроны и космические лучи, пер. с англ., М.— Л., 1939; Андерсон Д., Открытие электрона, пер. с англ., М., 1968; Т о м с о н Г. П., Семидесятилетний электрон, «УФН», 1968, т. 94, в. 2.
Л. И. Пономарев.
ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ (эВ, eV), внесистемная ед. энергии, применяется для измерения энергии микрочастиц, имеющих электрич. заряд. 1 эВ=1,60201Х10-19 Дж=1,60201•10-12 эрг. Если заряж. ч-цы с единичным зарядом
свою кинетич. энергию ξкин=3/2kТ приобретают, пробегая разность потенциалов U, то 3/2kT=eU, где k — Больцмана постоянная, e — заряд эл-на. При U=1В соответствующая темп-ра
T=2e/3k =7733 К. В случае, когда величину kT выражают в эВ, значению kT=1 эВ соответствует темп-ра T11600 К. Часто в эВ выражают массу микрочастиц на основе установленного А. Эйнштейном соотношения ξ=mc2 между массой m и энергией ξ. 1 атомная единица массы=931,5016(26) МэВ.
ЭЛЕКТРОННАЯ И ИОННАЯ ОПТИКА, занимается вопросами формирования, фокусировки и отклонения пучков эл-нов и ионов и получения с их помощью изображений под воздействием электрич. и магн. полей в вакууме. Электронные и ионные изображения можно визуализировать на люминесцентном экране или фотослое. Т. к. электронные пучки используют гораздо шире, чем ионные, весьма распространён термин «электронная оптика» (ЭО).
Зарождение ЭО связано с созданием в кон. 19 в. электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). В первой осциллографич. ЭЛТ (нем. физик К. Ф. Браун, 1897) электронный пучок отклонялся магн. полем. Отклонение заряж. ч-ц электростатич. полем наряду с магнитным использовал англ. физик Дж. Дж. Томсон в опытах по определению отношения заряда эл-на к его массе, пропуская пучок между пластинами плоского конденсатора, помещённого внутри ЭЛТ. В 1899 нем. физик И. Э. Вихерт применил для фокусировки электронного пучка в ЭЛТ магн. поле катушки с током. Однако лишь в 1926 нем. учёный X. Буш теоретически рассмотрел движение заряж. ч-ц в магн. поле такой катушки и показал, что она пригодна для получения правильных электронно-оптич. изображений и, следовательно, явл. электронной линзой (ЭЛ). Последующая разработка ЭЛ (магнитных и электростатических) открыла путь к созданию электронного микроскопа, электронно-оптического преобразователя и др. приборов, в к-рых формируются электронно-оптич. изображения объектов — либо испускающих эл-ны, либо тем или иным
образом воздействующих на электронные пучки. Конструирование спец. ЭЛТ для телевизионной и радиолокац. аппаратуры, для записи, хранения и воспроизведения информации и т. п. привело к дальнейшему развитию разделов ЭО, связанных с управлением пучками заряж. ч-ц. Значит. влияние на развитие ЭО оказала разработка аппаратуры для анализа потоков эл-нов (бета-спектрометров и др. аиалитич. приборов).
Параллельно с исследованием электронных пучков шло исследование пучков ионов, что привело к созданию ионной оптики (ИО). Между ЭО и ИО нет принципиального отличия. Движение эл-нов и ионов в поле описывается теми же ур-ниями. Но для применения в технике существенно то, что эл-ны легче получать, а их отклонение и фокусировка из-за меньшей массы могут осуществляться более слабыми и менее протяжёнными магн. полями, чем в случае ионов той же энергии. Кроме того, распределение эл-нов легче визуализировать на люминесцентном экране. Всё это привело к широкому распространению электронно-лучевых приборов. Развитие ИО в значит. степени связано с созданием масс-спектрометров и ускорителей заряженных частиц.
Для решения большинства задач Э. и и. о. достаточно рассматривать

Рис. 1. Отклонение электронного пучка в однородном поле плоского конденсатора: 1 — пластины конденсатора; 2 — электронный прожектор. Силовые линии поля изображены пунктирными линиями, сечения эквипотенциальных поверхностей плоскостью рисунка — сплошными линиями. Потенциал поля V возрастает при перемещении сверху вниз.

Рис. 2. Отклонение луча света в неоднородной оптич. среде. Показатель преломления n возрастает при перемещении сверху вниз.
движение заряж. ч-ц в рамках классич. механики, т. к. волн. природа ч-ц (см. Корпускулярно-волновой дуализм) в этих задачах практически не проявляется. В таком приближении Э. и и. о. носит назв. геометрической по аналогии с геометрической оптикой световых лучей, к-рая выражается в том, что поведение пучков заряж.
877
ч-ц в электрич. и магн. полях во многом подобно поведению световых лучей в неоднородных оптич. средах. Качественно это подобие обнаруживается уже при сравнении рис. 1 и 2. В основе указанной аналогии лежит более общая аналогия между классич. механикой и световой геом. оптикой, установленная ирл. математиком и физиком У. Р. Гамильтоном, доказавшим в 1834, что общее уравнение механики (уравнение Гамильтона — Якоби) по форме подобно оптич. уравнению эйконала. Как и в световой геом. оптике, в геом. Э. и и. о. вводится понятие показателя преломления, а при вычислении погрешностей изображения, б. ч. к-рых аналогична аберрациям оптических систем, зачастую используется метод эйконала. Когда приближение геом. Э. и и. о. оказывается недостаточным, напр. при исследовании разрешающей способности электронного микроскопа, привлекаются методы квантовой механики.
В электронно-оптич. устройствах широко применяются электрич. и магн. поля, обладающие симметрией вращения относительно оптич. оси системы. ЭЛ и электронные зеркала (ЭЗ) с такими полями наз. осесимметричными. Электрич. поля с симметрией вращения создаются электродами в виде цилиндров, чашечек, диафрагм с круглыми отверстиями и т. п. (рис. 3).

Рис. 3. Электронно-оптич. система с симметрией вращения, предназначенная для формирования электронного пучка (электронный прожектор): 1 — подогревной катод; 2 — фокусирующий электрод; 3 — первый анод; 4 — второй анод; 5 — сечения эквипотенциальных поверхностей электростатич. поля плоскостью рисунка. Штриховой линией обозначены контуры пучка. У электродов указаны их потенциалы по отношению к катоду, потенциал к-рого принят равным нулю. Электроды 1, 2, 3 образуют катодную электронную линзу, электроды 3 и 4 — иммерсионную.

Рис. 4. Магн. линза в виде катушки: а — вид сбоку; б — вид спереди; 1 — катушка; 2 — силовые линии магн. поля; 3 — электронная траектория. Штриховой линией обозначены контуры электронного пучка, выходящего из точки А (предмет) и фокусируемого в точке В (изображение).
Для получения осесимметричных магн. полей используют электромагниты (иногда пост. магниты) с полюсами в форме тел вращения или катушки с током (рис. 4). Осесимметричные линзы и зеркала создают правильные электронно-оптич. изображения, если заряж. ч-цы движутся достаточно близко к оси симметрии поля, а их нач. скорости мало отличаются друг от друга. Если эти условия не выполняются, погрешности изображения становятся весьма значительными. Когда предмет и изображение лежат за пределами поля, осесимметричные ЭЛ всегда собирающие. Св-ва электростатич. осесимметричной ЭЛ определяются положением её кардинальных точек, аналогичных кардинальным точкам осесимметричных свето-оптич. изображающих систем: фокусов, главных точек и узловых точек. Построение изображения производится по правилам световой геометрической оптики. В магн. ЭЛ оно дополнительно повёрнуто на некоторый угол. Электростатическим осесимметричным полям свойственны те же геом. аберрации, что и светооптическим центриров. системам сферич. поверхностей: сферическая аберрация, астигматизм, кривизна поля изображения, дисторсия и кома. В магн. полях к ним добавляются т. н. анизотропные дисторсия, астигматизм и кома. Кроме того, существуют три вида хроматич. аберраций (в электростатич. полях — два), обусловленных нек-рым неизбежным разбросом энергий поступающих в поле ч-ц. Вообще говоря, аберрации ЭЛ с симметрией вращения в сопоставимых условиях значительно превышают по величине аберрации светооптич. центриров. систем. Вопрос о компенсации аберраций или их уменьшении явл. одним из основных в теоретич. Э. и и. о.
Существуют и др. типы ЭЛ и ЭЗ, поля к-рых обладают разл. видами симметрии. Т. н. цилиндрические электростатич. и магн. ЭЛ и ЭЗ создают линейные изображения точечных предметов. В ряде аналитич. приборов высококачеств. фокусировка необходима только в одном направлении. В этих случаях целесообразно применять т. н. трансаксиальные электростатич. ЭЛ или ЭЗ. Для воздействия на пучки заряж. ч-ц с большими энергиями применяют квадрупольные ЭЛ (электростатические и магнитные).
Для отклонения пучков заряж. ч-ц используют электронно-оптич. устройства с электрич. или магн. полями, направленными поперёк пучка. Простейшим электрич. отклоняющим элементом явл. плоский электростатич. конденсатор. В ЭЛТ с целью уменьшения отклоняющего напряжения применяют системы с электродами более сложной формы. Отклоняющие магн.
поля создаются электромагнитами или проводниками, по к-рым течёт ток. Очень разнообразны формы отклоняющих электрич. и магн. полей, применяемых в масс-спектрометрах, электронных спектрометрах и др. аналитич. приборах, в к-рых поля пространственно разделяют (разрешают) заряж. ч-цы по энергии и массе, а также фокусируют пучки.

Рис. 5. Сферич. конденсатор: 1 — электроды конденсатора; 2 —точечный предмет; 3 — изображение
предмета; 4 — кольцевые диафрагмы. Изображение лежит на прямой, проходящей через источник и центр О сферич. электродов.
Электрич. поля обычно формируются разл. конденсаторами: плоским, цилиндрическим, сферическим (рис. 5) и тороидальным. Из разл. типов магн. полей часто применяются однородное поле (рис. 6) и секторное поле (рис. 7). Для улучшения кач-ва фокусировки искривляют границы секторных магн. полей, а также применяют неоднородные магн. поля, напряжённость к-рых меняется по определ. закону.

Рис. 6. Отклонение и фокусировка пучка заряж. ч-ц однородным магн. полем: 1 — предмет; 2 — изображение. Заряж. ч-цы, испущенные линейным предметом (щелью) в пределах небольшого угла 2, сначала расходятся, а затем, описав полуокружности с радиусом r, который для всех ч-ц с одной и той же массой и энергией одинаков, фокусируются, формируя изображение предмета в виде полоски шириной r2. Линейный предмет и полоска-изображение расположены параллельно силовым линиям магн. поля, направленным перпендикулярно к плоскости рисунка. О1? О2 и О3 — центры круговых траекторий ч-ц.

Рис. 7. Отклонение и фокусировка пучка заряж. ч-ц секторным однородным магн. полем: 1 — магн. поле; 2 — предмет (щель источника); 3 — изображение. Силовые линии магн. поля направлены перпендикулярно к плоскости рисунка. Изображение лежит на линии, соединяющей предмет с вершиной сектора О. Ширина изображения того же порядка, что и в однородном магн. поле.
878
Перечисл. отклоняющие электрич. и магн. устройства, иногда наз. электронными (ионными) призмами, отличаются от светооптич. призм тем, что они не только отклоняют, но и фокусируют пучки заряж. ч-ц. Фокусировка приводит к тому, что попадающие в поля таких устройств параллельные пучки после отклонения перестают быть параллельными. Между тем для создания высококачеств. аналитич. приборов необходимы электронные (ионные) призмы, к-рые подобно световым призмам сохраняют параллельность пучков. В кач-ве таких электронных призм применяют телескопич. системы электрич. и магн. полей. Добавив к электронной призме коллиматорную ЭЛ на входе и фокусирующую — на выходе, можно получить аналитич. прибор, в к-ром сочетаются высокая разрешающая способность и большая электронно-оптич. светосила.
• Арцимович Л. А., Лукьянов С. Ю., Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях, 2 изд., М., 1978; Бонштедт Б. Э., Маркович М. Г., Фокусировка и отклонение пучков в электроннолучевых приборах, М., 1967; Глазер В., Основы электронной оптики, пер. с нем., М., 1957; 3 и н ч е н к о Н. С., Курс лекций по электронной оптике, 2 изд., Хар., 1961; Кельман В. М., Явор С. Я., Электронная оптика, 3 изд., Л., 1968.
В. М. Кельман, И. В. Родникоеа.