Отклонение частиц электростатическим полем

Отклонение частиц электростатическим тюлем. Наиболее важным практическим применением плоского конденсатора в электронной и ионной оптике является использование его для отклонения заряженных частиц. Рассмотрим частицу, движущуюся параллельно оси г с начальной скоростью ио и входящую в идеальный конденсатор (рис. 5) вблизи одного из его краев (зо=—Ь/2). Ее отклонение кх1 на другом краю конденсатора г=Е/2) в случае малых скоростей определяется уравнением (2.112). Следует подставить Ил о=0, Vгo = Va и (г—2о) = = Е. Кроме того, начальную скорость можно связать с ускоряющим напряжением (уравнение (2.33)), а абсолютная величина однородного электростатического поля определяется соотношением [c.45]

В первых масс-спектрометрах использовались однородные электростатическое и магнитное поля. Знаменитый метод параболы Томсона [56] сводится к отклонению частиц в однородных электростатическом и магнитном полях, параллельных друг другу. Пусть ось X декартовой системы координат направлена параллельно напряженностям обоих полей, а заряженная частица входит вдоль оси г в область поля. Отклонения на малые углы в направлении х обусловлены электростатическим полем, а в направлении у—магнитным полем. Отклонения определяются для разных скоростей частиц уравнениями (2.117) и (2.150) соответственно. В случае малых отклонений соответствующие эффекты независимы. Исключая ускоряющий потенциал из обоих уравнений, получим [c.58]

Большой интерес представляет случай движения ионов, вошедших в то же поле, но под некоторым углом к касательным концентрических окружностей. Знание законов движения заряженных частиц, входящих в рассматриваемое поле под разными углами, позволяет оценить величину дефокусировки при отклонении ионных пучков от параллельности, а также возможность применения электростатической фокусировки пучков по направлению. [c.43]

В качестве практического примера использования траекторных уравнений рассмотрим движение заряженных частиц в однородных электростатическом и магнитном полях внутри плоских конденсаторов, длинных соленоидов и между полюсами относительно сильных магнитов. Такие поля можно использовать для отклонения пучков, а также для определения скорости л относительного заряда частиц. [c.42]

Рассматривая геометрические аберрации третьего порядка как малые возмущения параксиальных траекторий, замечаем,, что аберрационные члены будут зависеть от различных факторов. Члены, обусловленные наклоном траектории, присутствуют всегда и растут с возбуждением линзы. Дополнительные-члены возникают из-за контурных полей, мультипольных компонент и изменений осевого электростатического потенциала. Мультипольные аберрации можно разделить на те же классы,, что и аберрации осесимметричных линз. Однако число коэффициентов аберрации больше вследствие более сложной природы распределений полей. Определение этих коэффициентов аберрации различно в разных публикациях в зависимости от предположений, принимаемых в конкретных ситуациях [37, 362]. К примеру, астигматизм первого порядка квадрупольных систем можно применить в ускорителях частиц, что в свою очередь требует отдельного рассмотрения для стигматических астигматических систем в первом случае определение подобно тому, которое используют для круглых линз, а во втором отклонение оценивается из линейности изображения. Чтобы в общем обеспечить единое представление электронно-ионных оптических свойств мультипольных линз, [363], можно применить метод характеристических функций (разд. 5.1). [c.575]

Если наша цель — отклонение пучка заряженных частиц, сфокусированного осесимметричными или квадрупольными полями так, что оптической осью является прямая линия (ось декартовой системы координат), то можно применить электростатическое или магнитное отклонение. Для сканирования необходимо отклонение в обоих ортогональных поперечных направлениях хиу. [c.580]

Целью ускорителей частиц, масс- и бета спектрометров и спектрографов, анализаторов энергаи и т. д. является отклоне-шие пучка частиц на большие углы с тем, чтобы оптическая ось искривлялась Поскольку отклонение обычно зависит от энергии и от отношения заряда к массе частицы, оно применимо для разделения заряженных частиц в соответствии с их массами или энергиями, как разложение света оптическими призмами. Для этого можно использовать как электростатические, так и магнитные поля. Однако в случае больших отклонений оптическая система действует не только как призма, но обладает также и фокусирующим действием. Следовательно, электронно-ионная оптическая призма соответствует сочетанию призмы и линзы. [c.591]

Мы уже обсудили несколько простых примеров анализа масс в разд 2 7.3.1. Для строгого исследования необходимо изучить теорию движения частиц в системах с криволинейными осями. Такая теория, разработанная Г. А. Гринбергом [385], построена на описании траекторий, как функции их отклонений от так называемой базовой траектории, которая может быть определена как произвольная кривая в пространстве. Базовая траектория является криволинейной осью пучка. С помощью этой теории можно рассматривать оптичесиие системы любой симметрии. Кроме того, метод Гринберга дает возможность найти распределение электростатического и(или) магнитного поля, которое позволяет получить любую заранее заданную форму пучка. [c.591]

Электростатическ ие призмы, базовой траекторией которых является окружность, могут иметь форму цилиндрических, сферических или тороидальных конденсаторов. Базовая траектория задается эквипотенциальной пО)Верхностью. В случае цилиндрического конденсатора, поперечное сечение которого показано на рис. 162, базовая траектория является окружностью радиуса р. Предположим, что поле лризмы планарно, т. е. ие зависит от координаты, перпендикулярной плоскости рисунка (см. разд. 3.1.1.1). Другое предположение заключается в том, что источник частиц помещен внутри конденсатора, т. е. потенциал на базовой траекторий устанавливается таким образом, что он соответствует начальной скорости частиц. На лрактике источник обычно расположен вне конденсатора и используется только его сектор для отклонения и фокусировки. В этом случае необходимо принимать во внимание контурные поля. [c.592]

Эта общая форма соотношения Эйнштейна была выведена в предположении, что поток частиц определяется комбинацией градиентов электростатического потенциала и химического потенциала. Такое предположение выполняется обычно лишь для симметричной части проводимости. Однако, как отметили Касуйя и Накаджима. антисимметричные части тензора проводимости и тензора диффузии могут и не быть связаны соотношениями Эйнштейна. Отклонение от соотношения Эйнштейна, по-видимому, должно сказываться при низких температурах и сильных магнитных полях, когда доминирующую роль начинают играть квантовые эффекты. [c.380]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...