Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Портис А. -> "Физическая лаборатория" -> 9

Физическая лаборатория - Портис А.

Портис А. Физическая лаборатория. Под редакцией Русакова Л.А. — М.: Наука, 1972. — 320 c.
Скачать (прямая ссылка): fizlab1972.djvu
Предыдущая << 1 .. 3 4 5 6 7 8 < 9 > 10 11 12 13 14 15 .. 116 >> Следующая

Рис. 9.
Электростатическая (а) и оптическая (б) линзы.
Avr —--ЕЛ( =
т
е Ег1 т V!
(7)
21
Рис. 10. Луч света от источника S после входа в оптически более плотную среду с показателем преломления л приближается к нормали к поверхности (а). Углы падения и преломления связаны законом Сие л л ну са =л (б). Для параксиальных лучей sin Ut« -—\-^= ,
sin \f< Jfj *\
sin b% w---+-—- <e). Воспользовавшись законом Снеллиуса, мы получим формулу
Xf а
линзы для одной преломляющей поверхности: — + — Л D ¦ (г). Если п меньше единицы (д), или Н отрицательно (е), поверхность рассеивает лучи.
22
Рис. 11. Электрон после входа в область большего потенциала V* приближается к нормали к эквипотенциальной поверхности (а). Углы падения и преломления связаны условием постоянства поперечной скорости (б). Две области постоянного потенциала разделены промежуточной областью сложной формы (в). Формула линзы имеет более сложный вид (г). Если л меньше единицы, поверхность продолжает собирать пучок электронов (д). Поэтому электростатические лиизы в пространстве, свободном от зарядов, всегда являются собирающими (е)-
23
033427366305?436?991
но не меняет его радиальную скорость. Наконец, электрон отклоняется радиально наружу и его скорость меняется на величину
^=—~ЕЛ1=—~^. (9)
Представим себе цилиндр радиуса г, имеющий общую ось с электрическим полем. Электрические силовые линии, входящие в цилиндр справа, проходят внутри цилиндра параллельно оси и вы*
24
ходят слеза, как показано на рис. 15. Полное число линий, проходящих через цилиндр, равно
К-пг'Е.-"'*^-^. (10)
Число силовых линий, выходящих из боковой поверхности цилиндра, равно
Л/=2яг/?г. (11)
Так как эти две величины должны быть равны, мы имеем
Е, = ± ? Ег « ± -?щ <УШ-У± (12)
Объединяя уравнения (7) и (9) с уравнением (12), мы получаем общее изменение радиальной скорости
**—шъ<У*-ъ(ъ-±)- (13)
Ссылаясь на рис. 11, д, мы можем написать
^=—¦0^1-^! — . (14)
Объединяя уравнения (13) и (14), мы получаем
Мы можем упростить это уравнение, используя эффективные показатели преломления, введенные на рис. 11,6, tl~vjv1. Потенциальные энергии еУ2 и еУг равны кинетическим энергиям 1/ат1>1 и 1/2ти1 соответственно. Подставляя значение п, окончательно получаем
1 , П [П- 1)МП+!)
н+т;--т—• (1Ь)
Из рис. 14 теперь легко понять, почему линзы всегда собирают пучок. Если мы изменим направление электрического поля, поток сначала отклонится наружу от оси, затем затормозится и потом пойдет внутрь. Таким образом, электроны проводят теперь больше времени во второй отклоняющей области, чем в первой, так что конечный эффект опять заключается в смещении пучка к оси. Электронные пушки в ЗВР1 и сходных трубках предназначены для работы при отношении ^/^^1/4, что отвечает показателю преломления П?й2. Чтобы оценить другое возможное значение величины п, сделаем упрощающее предположение, что электронный пучок движется параллельно оси в пределах фокусирующего анода, так что мы можем положить равным нулю. Это дает второе решение для п^МУ 3 или 1^1=ЗУ2. Мы можем проверить это соотношение экспериментально при помощи схемы, показанной на рис. 16. Заметьте, что теперь второй анод связан с общей С+В~ клеммой
25
и что перемычка связывает эти клеммы с землей. Первый, или фокусирующий, анод соединен с клеммой В+ через 180-вольтовую
Рис. 16.
батарею. Катод соединен с клеммой С~ через такую же батарею. Найдите второе фокусирующее условие и сравните с вышеприведенными рассуждениями.
Работа 1.2. МАГНИТНОЕ ОТКЛОНЕНИЕ ЭЛЕКТРОНОВ
Мы знаем, что силы между магнитными веществами обусловлены взаимодействием между связанными атомными токами. В этом опыте мы будем изучать такие взаимодействия, но между макроскопическими (или свободными) электрическими токами.
В Р. 1.1 мы исследовали силу взаимодействия между квазистационарными зарядами. Мы нашли, что электронный пучок в электронно-лучевой трубке отклонялся под действием силы, вызванной присутствием зарядов на отклоняющих пластинах. Эта сила зависела только от относительного расположения зарядов, но не от их движения. Магнитные силы возникают при движении зарядов в нашей системе координат. Можно рассматривать как силы взаимодействия между отдельными движущимися зарядами, так и силы между большим количеством зарядов, находящихся в движении, которые мы часто описываем как электрические токи. В этом опыте мы будем иметь дело с силами взаимодействия между токами, текущими в двух соленоидах, и электронным пучком в электроннолучевой трубке. В Р. 1.1, где мы изучали силы взаимодействия между статическими зарядами, мы нашли возможным описать их
26
в терминах электрических полей. Здесь мы должны ввести понятие о так называемом магнитном поле. Мы говорим, что магнитное поле есть результат действия токов, протекающих через оба соленоида. Поток электронов, движущийся через такое поле, испытывает действие магнитной силы и отклоняется. Ток, текущий через длинный прямой "проводник, создает вокруг себя круговое магнитное поле, как показано на рис. 1. Магнитная индукция поля на расстоянии г равна
Предыдущая << 1 .. 3 4 5 6 7 8 < 9 > 10 11 12 13 14 15 .. 116 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed