ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Электролитическая ванна из "Электронная и ионная оптика " Лапласа (1.18) при р = 0. Отсюда тотчас следует, что если граничные условия одинаковы, распределение потенциала в электролите будет таким же, как в вакууме. Благодаря конечной проводимости электролита это распределение в электролите гораздо легче измерить, чем в вакууме. Иэмерения обычно осуществляются с помощью измерительного моста и всегда на переменном токе (в противном случае электролит разлагался бы вследствие электролиза). Более того, так как уравнение Лапласа линейно, как потенциалы, так и геометрические размеры можно изменять по нашему усмотрению. [c.133] Дополнительное преимущество состоит в том, что симметрия моделируемой системы может быть легко использована в электролитической ванне. Следует только вспомнить метод изображений в электростатике. Если заменить эквипотенциальную поверхность реальной проводящей поверхностью, естественно, ничего не изменится в распределении потенциала. Однако теперь можно забыть обо всех зарядах, индуцированных полем, если они расположены вне проводящей поверхности, так как, устанавливая ее потенциал равным значению, созданному на эквипотенциальной поверхности этими зарядами, мы фактически заменяем их поверхностью. Поэтому, например, заряд вблизи проводящей поверхности будет эквивалентен этому заряду и другому заряду такой же величины, но противоположного знака, расположенному вне поверхности на таком же расстоянии от нее, но без физического присутствия проводника. Если поверхность проводника плоская, она будет автоматически действовать как плоскость антисимметрии для распределения поля. [c.133] На изолирующих границах нормальная составляющая плотности тока равна нулю, поскольку ток никогда не протекает через изолятор. Поэтому заряд вблизи изолирующей границы эквивалентен исходному заряду и такому же заряду, расположенному вне изолирующей поверхности на том же расстоянии от нее. Если изолирующая поверхность плоская, она действует как плоскость симметрии для распределения поля. [c.133] Согласно этому правилу, можно вводить в электролитическую ванну проводящие и изолирующие поверхности для создания плоскостей симметрии и антисимметрии. И таким образом, нет необходимости создавать полную модель системы электродов. Используя все имеющиеся типы симметрии, малую часть системы можно использовать для воспроизведения всей системы с помощью таких поверхностей. Это особенно удобно при измерении мультипольных полей. Стенки и дно электролитической ванны являются естественными плоскостями симметрии либо антисимметрии в зависимости от их материала. Поверхность электролита также является изолятором, который можно использовать как плоскость симметрии. [c.133] Таким путем легко моделировать специальные системы электродов, используемых в электронной и ионной оптике. Например, планарное поле может быть просто смоделировано в мелкой электролитической ванне с изолирующим дном. Короткие электроды, расположенные перпендикулярно обеим поверхностям, отобразятся бесконечное число раз в обеих поверхностях, таким образом, создавая модель бесконечно длинной системы. Аналогично аксиально-симметричная система может быть моделирована клинообразной электролитической ванной. Линия пересечения наклонного дна и поверхности электролита образует ось симметрии. В этом случае в электролите можно использовать простые электроды в форме секторов. Они будут автоматически продолжены двумя поверхностями и сформируют тело вращения. Периодические поля можно моделировать, помещая один элемент в электролит и используя отображающие свойства поверхностей. К сожалению, преимущество использования стенок электролитической ванны как отображающих поверхностей превращается в недостаток, когда моделируется единичная открытая система в этом случае поверхности являются существенным фактором, возмущающим распределение поля. Возмущения, вызванные стенками, могут быть существенно уменьшены, если материалом стенок является специально подобранный для этих целей полупроводник. [c.134] Могут быть созданы такие модели со сложными границами. Так как вычисления автоматически осуществляются моделью, сложность граничных условий не составляет проблемы. Электролитическая ячейка может также моделировать очень сложные, несимметричные трехмерные системы, численный расчет которых требует длительного времени и больших объемов памяти. [c.134] Естественно, что магнитные поля можно моделировать аналогичными методами, если допустимо применение магнитного скалярного потенциала. Возможно даже моделирование магнитных полей в присутствии токов. Пространственный заряд можно также моделировать либо использованием электролитической ванны с переменной глубиной, либо инжекцией дополнительных токов. [c.134] Электролитическая ванна служила основой автоматического построителя траекторий, который вычерчивал траектории частиц в полях, измеряемых в ванне. [c.134] Вернуться к основной статье