РАЗНОВИДНОСТИ ЭЛЕКТРОННЫХ МАГНИТНЫХ ЛИНЗ
Тонкая магнитная линза
Тонкой называется линза, продольные размеры которой много меньше поперечных. Схематическое изображение магнитного поля тонкой линзы представлено на рис. 6.
Рисунок 6 – Тонкая магнитная линза
Простейшей системой, образующей тонкую магнитную линзу, является одиночный виток, индукция которого определяется законом Био-Савара-Лапласа:
. (7)
Для создания необходимого для фокусировки поля необходимы большие токи. Для снижения токов применяют многовитковые катушки:
. (8)
Фокусные расстояния такой линзы с обеих сторон равны:
. (9)
Угол поворота изображения:
. (10)
Для уменьшения фокусного расстояния необходимо увеличивать магнитодвижущую силу при сохранении ее среднего радиуса, а также длины катушки.
Увеличение длины катушки нежелательно, т. к. это может привести к пересечению пучка в области сильного поля и его расхождению с последующей повторной фокусировкой. Данный режим многократной фокусировки обеспечивает сильное искажение изображения.
Наиболее целесообразным методом уменьшения фокусного расстояния является метод сжатия области поля вдоль оси линзы при фиксированном значении ампер-витков. Суть такого метода заключается в концентрировании поля в небольшом объеме, что обеспечивается ферромагнитными экранами.
|
|
|
На рис. 7 представлены различные виды конструкции тонких магнитных линз (неэкранированная тонкая линза, панцирная тонкая магнитная линза и панцирная тонкая магнитная линза с полюсными наконечниками).
Рисунок 7 – Конфигурации тонких магнитных линз на электромагните
Для создания тонких магнитных линз могут также использоваться постоянные магниты. Возможны различные варианты конструктивного исполнения (магнит, намагниченный в осевом направлении, магнит, намагниченный в осевом направлении с полюсными наконечниками, магнит, намагниченный в радиальном направлении). На рис. 8 изображены различные варианты конструктивного исполнения магнитных линз на постоянных магнитах.
Рисунок 8 – Конфигурации тонких магнитных линз на постоянном магните
Длинная магнитная линза
Длина катушки, создающей магнитное поле данной линзы, значительно больше ее диаметра. При равномерной намотке магнитное поле в такой катушке почти однородно за исключением краевых эффектов. Области краевого поля частично устраняются с помощью магнитного экрана. Схематически магнитное поле такой линзы изображено на рис. 9.
|
|
|
Рисунок 9 – Магнитное поле длинной магнитной линзы
Траектория электронов в однородной области имеет вид пространственной спирали (см. рис. 10).
Рисунок 10 –Траектория электронов в однородном магнитном поле длинной магнитной линзы
Радиус этой спираль определяется уравнением:
. (11)
Шаг спирали определяется уравнением:
. (12)
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 758; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!