ĐIỀU KHIỂN CHÙM E TRONG ĐIỆN , TỪ TRƯỜNG HƯỚNG DẪN : PGS.TS LÊ VĂN HIẾU THỰC HIỆN: HV VÕ KIÊN TRUNG BỘ MÔN.
Download ReportTranscript ĐIỀU KHIỂN CHÙM E TRONG ĐIỆN , TỪ TRƯỜNG HƯỚNG DẪN : PGS.TS LÊ VĂN HIẾU THỰC HIỆN: HV VÕ KIÊN TRUNG BỘ MÔN.
ĐIỀU KHIỂN CHÙM E TRONG ĐIỆN , TỪ TRƯỜNG HƯỚNG DẪN : PGS.TS LÊ VĂN HIẾU THỰC HIỆN: HV VÕ KIÊN TRUNG 1 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 Địa chỉ bạn đã tải: http://mientayvn.com/Cao%20hoc%20quang%20dien%20tu/Semina%20tren%20lop/seminar. Nơi bạn có thể thảo luận: http://myyagy.com/mientay/ Dịch tài liệu trực tuyến miễn phí: http://mientayvn.com/dich_tieng_anh_chuyen_nghanh.html Dự án dịch học liệu mở: http://mientayvn.com/OCW/MIT/Co.html Liên hệ với người quản lí trang web: Yahoo: [email protected] Gmail: [email protected] I.CƠ CHẾ : 4 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 1- SỰ TƯƠNG TỰ QUANG –CƠ : QUANG CƠ Một trong những nguyên lý Trong cơ học cũng có cơ bản của quang học là nguyên lý Fermat. Theo nguyên lý này, khi ánh sáng lan truyền từ điểm A đến điểm B thì trong tất cả các quỹ đạo có thể nó sẽ truyền theo quỹ đạo nào mà thời gian cần thiết để đi hết quỹ đạo là cực trị. nguyên lý tác dụng tối thiểu, được biểu diễn dưới dạng toán học sau (1) 5 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 Töø nguyeân lí Fermat ruùt ra 3 ñieàu kieän cô baûn trong quang hoïc: - Ñònh luaät truyeàn thaúng: Trong moâi tröôøng ñoàng nhaát vaø ñaúng höôùng ( chieát suaát ñoàng ñeàu), aùnh saùng truyeàn theo ñöôøng thaúng. - Ñònh luaät phaûnv xaï: Khi tia saùng phaûn xaï treân maët phaân caùch giöõa hai moâi tröôøng thì goùc phaûn xaï baèng goùc tôùi. ox - Ñònh luaät khuùc xaï: Khi tia saùng ñi töø moâi tröôøng coù chieát suaát n1 sang moâi tröôøng ’ coù=chieát khuùc xaï ôû maët phaân caùch hai moâi suaát n2, noù bò(2) tröôøng. Tæ soá giöõa goùc tôùi vaø goùc phaûn xaï thoaû maõn ñieàu kieän: vox v Sin n2 = Sin n1 6 (3) BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG ’ n1 n2 >n1 06/11 2015 Hieän töôïng truyeàn thaúng, phaûn xaï, khuùc xaï Theo nguyeân lí taùc duïng toái thieåu trong cơ học , moät haït chuyeån ñoäng töø ñieåm A ñeán ñieåm B trong tröôøng theá theo moät quyõ ñaïo xaùc ñònh cuõng tuaân theo nguyeân lí taùc duïng toái thieåu: B Wd dt A = B mv 2 dt 2 A =0 (4) Wñ = mv 2 :ñoäng naêng cuûa haït. V: vaän toác2 cuûa haït. Giaû söû electron chuyeån ñoäng vaøo vuøng coù ñieän theá U töø ñieåm ban ñaàu Uo=0 vôùi vaän toác ban ñaàu v0=0. Theo ñònh luaät baûo toaøn naêng löôïng ta coù: mv 2 2 7 = eU ν= 2eU m BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG (5) 06/11 2015 Phöông trình (4) trôû thaønh: B mv 2 dt 2 A = Do m = conts 2 B vds Neân Thay (5) vaøo A(6) (4) Do 2e m Neân 8 B A B mv 2 ds 2 v A B mv ds 2 A = =0 2eU ds m (6) =0 = Const B A U ds = 0 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG (7) 06/11 2015 Ta thaáy hai bieåu thöùc (1) vaø (7) hoaøn toaøn töông töï nhau. Coù theå xem quyõ ñaïo cuûa haït tích ñieän trong tröôøng tónh ñieän gioáng nhö ñöôøng ñi cuûa tia saùng trong moät moâi tröôøng xaùc ñònh. ÔÛ ñaây, U ñoùng vai troø töông töï chieát suaát n hay noùi caùch khaùc söï Uñoäng cuûa haït ñieän trong tröôøng thay ñoåi cuûa ñoái vôùi söï chuyeån tónh cuõng töông töï söï thay ñoåi cuûa chieát suaát trong moâi tröôøng truyeàn saùng. Söï töông töï naøy ñöôïc goïi laø söï töông töï quang cô, cho pheùp ta xaây döïng caùc ñònh luaät lan truyeàn cuûa caùc haït ñieän. 9 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 Caùc ñònh luaät ñoù coù theå coi laø caùc ñònh luaät quang hoïc cuûa chuøm caùc haït ñieän: - Ñònh luaät truyeàn thaúng: Trong vuøng coù ñieän theá khoâng ñoåi ( U= Conts), haït tích ñieän chuyeån ñoäng thaúng. - Ñònh luaät phaûn xaï: Neáu chuøm haït tích ñieän phaûn xaï treân beà maët ñaúng theá thì goùc tôùi vaø goùc phaûn xaï baèng nhau. 10 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 Ta ñi tìm ñieàu kieän phaûn xaï cuûa chuøm ñieän töû: Höôùng chuøm ñieän töû coù vaän toác ban ñaàu v0 vaø beà maët kim loaïi ( moät Colector) coù ñieän theá UC. Ñieàu kieän ñeå ñieän töû rôi leân Colector khi Colector tích ñieän aâm UC < 0: 2 ox 11 mv eU C 2 mvo2 2 Cos eU C 2 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG vo (8) vox ’ Hieän töôïng phaûn xaï ñieän tö’ 06/11 2015 mvo2 2 Theo coâng thöùc (5) ta coù: = eUo 2 mv o Cos 2 = eU oCos 2 = eU o 1 Sin 2 2 Töø (8) vaø (9) suy ra: eU o UC Sin 1 Uo (9) 2 1 Sin e UC laø ñieàu kieän ñeå chuøm ñieän töû rôi leân Colector. Ñieàu kieän ñeå chuøm tia phaûn xaï trôû laïi: 12 UC Sin 1 Uo BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 - Ñònh luaät khuùc xaï: Khi haït ñieän chuyeån ñoäng töø vuøng coù ñieän theá U1 sang vuøng coù ñieän theá U2, höôùng chuyeån ñoäng vaø ñoä lôùn vaän toác seõ thay ñoåi vaø ñöôïc xaùc ñònh baèng ñònh luaät khuùc xaï: Sin Sin v1x = v1 y U2 U1 v1 U1 = Const E v2 y v2 x U2 = Const > U1 v2 Hieän töôïng khuùc xaï chuøm haït ñieän Söï khuùc xaï cuûa chuøm haït ñieän laø do taùc duïng cuûa löïc ñieän tröôøng toàn taïi ôû moät lôùp moûng phaân caùch giöõa hai vuøng coù ñieän theá khaùc nhau. 13 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 Thaønh phaàn vaän toác vy vuoâng goùc vôùi maët phaân caùch thay ñoåi (seõ taêng leân neáu U2 > U1), thaønh phaàn vaän toác song song vôùi maët phaân caùch khoâng ñoåi: v1x = v2x (10) hay v1Sin = v2Sin maët khaùc, theo coâng thöùc (3): v1 = 2eU1 m v2 = 2eU 2 m Phöông trình (10) 14 Sin Sin = v2 v1 = U2 U1 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG (11) 06/11 2015 So saùnh 2 phöông trình (3) vaø (11) ta thaáy: U ñoùng vai troø laø chieát suaát trong quang hình hoïc, do ñoù ñöôïc goïi laøU chieát suaát quang ñieän töû. Khi U1 < U2 –tröôøng taêng toác, thì goùc khuùc xaï nhoû hôn goùc tôùi, tröôøng coù taùc duïng hoäi tuï. Khi U 1> U 2 –tröôøng caûn, thì goùc khuùc xaï lôùn hôn goùc tôùi, tröôøng coù taùc duïng phaân kì. 06/11 2015 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 15 Nhöõng ñieåm khaùc nhau trong söï lan truyeàn cuûa tia saùng vaø chuyeån ñoäng cuûa haït mang ñieän: - Naêng löôïng cuûa electron chuyeån ñoäng trong ñieän tröôøng lieân tuïc thay ñoåi nhöng naêng löôïng cuûa photon cuûa tia saùng truyeàn qua moät moâi tröôøng trong suoát laø khoâng ñoåi ( theo ñònh luaät W =hv). - Ñöôøng ñi cuûa tia saùng trong quang hoïc thöôøng laø moät ñöôøng gaõy khuùc bao goàm nhieàu ñoaïn thaúng, coøn quyõ ñaïo cuûa electron laø moät ñöôøng cong. 16 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG Ñöôøng ñi cuûa tia saùng trong quang hoïc 06/11 2015 - Trong quang hình hoïc, hình daùng cuûa beà maët khuùc xaï vaø chieát suaát khoâng quan heä vôùi nhau. Trong quang ñieän töû, chieát suaát quang ñieän töû vaø hình daïng cuûa maët ñaúng theáUcoù quan heä vôùi nhau. - Giaù trò cuûa chieát suaát quang ñieän töû coù theå thay ñoåi trong moät khoaûng roäng. Trong quang hình hoïc, chieát suaát cuûa moät moâi tröôøng cho tröôùc laø khoâng ñoåi, vaø caùc giaù trò n chæ coù theå thay ñoåi trong moät khoaûng nhoû (xaáp xæ töø 1 tôùi 3). 17 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 Với e chuyển động trong điện trường có thể chứng minh Chúng ta thấy rằng có thể xem quỹ đạo của hạt tích điện trong trường tĩnh điện giống như đường đi của tia sáng lan truyền qua môi trường xác định : U đóng vai trò như chiết suất. Ta gọi đó là sự tương tự quang cơ. 18 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 Từ đó ta có định luật quang học của chùm hạt mang điện: 1. Định luật truyền thẳng: Trong vùng có điện thế không đổi, hạt tích điện chuyển động thẳng . 2. Định luật phản xạ: Khi chùm hạt tích điện phản xạ trên mặt đẳng thế thì góc phản xạ bằng góc tới. 3. Định luật khúc xạ: Khi hạt tích điện chuyển động từ vùng có thế U1 sang vùng có thế U2, hướng chuyển động và độ lớn của vận tốc sẽ thay đổi và được xác định bằng định luật khúc xạ : 19 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 Khi electron chuyển động trong từ trường chúng chịu tác dụng của lực từ FL =q v B Lực này phụ thuộc vào điện tích của hạt, độ lớn và hướng của vận tốc hạt mang điện. Do đó, trong trường hợp từ trường không có sự tương tự như trong quang học: từ trường là môi trường bất đẳng hướng, còn điện trường là môi trường đẳng hướng. 20 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 2. QUỸ ĐẠO CỦA ELECTRON TRONG TỪ TRƯỜNG, ĐIỆN TRƯỜNG Thấu kính điện tử được dùng để hội tụ hay phân kỳ chùm điện tử, tạo được bằng điện trường không đồng nhất hay từ trường không đồng nhất có đối xứng trục. 21 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 a. Chuyển động của electron trong điện trường: 22 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 Phương trình chuyển động của electron trong điện trường không đều đối xứng trục: U(r)=U(-r) trong hệ tọa độ trụ : 23 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 Theo định luật bảo toàn năng lượng và biến đổi toán học, ta thu được phương trình sau: 24 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 Dùng công thức trên ta giải bài toán trong trường hợp một thấu kính tĩnh điện mỏng và yếu. Thấu kính tĩnh điện mỏng và yếu khi vùng không gian trong thấu kính có là hẹp, trong vùng đó giá trị r của điện tử không kịp thay đổi nhiều. 25 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 Để xác định, ta xét một chùm điện tử từ điểm A cách khe thấu kính một khoảng d và làm thành với trục một góc α, khi đi qua thấu kính chùm này bị khúc xạ và cắt trục thấu kính tại điểm A1, ở khoảng cách ảnh d1 như hình vẽ sau: 26 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 Các góc α,β đều rất nhỏ. Phương trình quỹ đạo trên có thể viết về dạng như sau: d Tích phân theo z từ A đến A1, ta có: 27 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 28 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 Ta thấy rằng f1 và f2 phụ thuộc vào dấu đạo hàm bậc hai Nếu đạo hàm >0 thì f>0, thấu kính hội tụ. Nếu đạo hàm <0 thì f<0, thấu kính phân kỳ. 29 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 Quỹ đạo của e trong điện trường đối xứng trục có dạng phẳng . Thấu kính tĩnh điện có thể là thấu kính hội tụ hoặc phân kỳ 30 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 b. Chuyển động của electron trong từ trường: 31 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 . Tiêu cự của thấu kính từ: Công thức trên cho thấy f luôn luôn dương, do đó thấu kính từ là thấu kính hội tụ. Quỹ đạo của e trong từ trường không có dạng phẳng mà là dạng xoắn ốc . 32 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 II. ỨNG DỤNG 33 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 SÚNG ĐIỆN TỬ 34 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 1. GIỚI THIỆU 2. 3. 4. 5. 6. 35 HỆ QUANG HỌC CỦA SÚNG ĐIỆN TỬ THẤU KÍNH ĐẦU TIÊN CỦA SÚNG THẤU KÍNH CHÍNH SÚNG ĐIỆN TỬ VỚI HỆ HỘI TỤ TĨNH ĐIỆN SÚNG ĐIỆN TỬ VỚI HỆ HỘI TỪ BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 1.GIỚI THIỆU 36 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 1. 2. 3. 37 Hình dạng và thông số của súng điện tử tùy thuộc vào từng lĩnh vực sử dụng. Tuy nhiên cũng có một số yêu cầu sau: Hệ thống điện tử phải tạo ra một hình ảnh nhỏ nhất của chùm trên màng hứng Cấu tạo của súng không quá phức tạp, dễ sử dụng và có tuổi thọ cao. Vật liệu làm súng phải không nhả khí, không từ tính và chịu được nhiệt độ cao. BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 GIỚI THIỆU 38 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 SÚNG ĐIỆN TỬ Cathode Hệ thống các điện Cực(các thấu kính điện tử) Tạo ra chùm electron Hội tụ chùm electron Có chức năng như 1 van điều khiển 39 06/11 2015 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 2.HỆ QUANG HỌC CỦA SÚNG ĐIỆN TỬ Hệ 1 thấu kính Yêu cầu: ảnh của chùm trên màng hứng phải nhỏ nhất 40 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 Hệ 1 thấu kính Theo lý thuyết Larange-Helmholz : Độ rộng ảnh của cathode r1n1tg 1 r2 n2tg 2 Yêu cầu: r2 nhỏ nhất: Giảm tử số hay tăng mẫu số r2 41 r1 U1 1 2 U2 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 Hệ 1 thấu kính r2 r1 U1 1 r2 nhỏ nhất 2 U2 1 Giảm tử số Giảm r1 Giảm U1 06/11 2015 Tăng mẫu số giảm gama 1 Tăng U2 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG Tăng gama 2 42 Hệ 1 thấu kính Giảm U1 ảnh hưởng của vận tốc Ảnh hưởng của vận tốc ban đầu cua3 điện tử đầusẽ cao sắc sai 06/11 2015 dt chuyển đông chậm hơn. Điện tích không gian Đt mở rộng chùm đt Không khả thi BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 43 Hệ 1 thấu kính Tăng gama 2 không đủ không gian để vật làm lệch chùm điện tử. thấu kính gần màng hiệu quả làm lệch điện tử sẽ giảm Không khả thi 06/11 2015 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 44 Hệ 1 thấu kính Với những lý do trên, súng điện tử thấu kính đơn không thể cho chùm điện tử có tiết diện nhỏ nhất. Do đó nó ít được sử dụng Hầu hết súng ngày nay sử dụng hệ quang học hai thấu kính 45 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 Hệ 2 thấu kính 46 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 Hệ 2 thấu kính (1.thấu kính thứ nhất 2. thấu kính thứ hai, 3. màn hình, 4. tiết diện giao nhau, 5. hình ảnh cathode, 6. bán kính chùm tia) 47 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 Hệ 2 thấu kính Vì vậy công dụng của hệ quang học 2 hoặc 3 thấu kính cho phép chúng ta tạo ra những súng điện tử đáp ứng tốt những đòi hỏi đã nêu ra ở trên. 48 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 THẤU KÍNH ĐẦU TIÊN CỦA SÚNG 49 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 THẤU KÍNH ĐẦU TIÊN CỦA SÚNG 50 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 THẤU KÍNH ĐẦU TIÊN CỦA SÚNG lý thuyết Lagrange- Helmholtz: Theo hình vẽ rc n1 sin 1 rn i 2 sin 2 ri btg r btg 2 rc n1 sin 1 rc n1 sin 1 r btg 2 b sin 2 b rn n2tg i 2 n1 u0 ; n2 U c ;Ui U c 06/11 2015 rc u0 r BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬU ỨNG max c DỤNG tg 51 THẤU KÍNH ĐẦU TIÊN CỦA SÚNG Vì 0 1 90 rmax rc tg ra u0 Uc u0 Uc r a tg (4.8) : 06/11 2015 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 52 THẤU KÍNH ĐẦU TIÊN CỦA SÚNG Từ công thức trên ta thấy rằng : r không phụ thuộc vào bán kính của bề mặt cathode phát xạ r phụ thuộc vào tỷ số năng lượng ban đầu và năng lượng ở tiết diện ngang của electron. r chỉ đúng khi giả thiết rằng mọi electron có cùng vận tốc đầu. 53 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 THẤU KÍNH ĐẦU TIÊN CỦA SÚNG Thực tế: electron phát xạ từ cathode được phân bố theo định luật Maxwell. N: nguyên tử phát ra trên 1cm2, trong 1 đơn vị thời gian và trong 1 góc khối có năng lượng từ eu đến e(u+du) là: eu eu eu N (u )du N 0 exp( )d ( ) kT kT kT N0: số electron được phát ra ban đầu T: nhiệt độ tuyệt đối của cathode. K : hằng số Boltzman 54 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 THẤU KÍNH ĐẦU TIÊN CỦA SÚNG Giá trị N0 có thể được xác định bởi mật độ dòng jc e N0 Bằng 1 số tính toán ta rút được mật độ dòng tại tâm tiết diện: euc j0 jc 1 kT 55 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG sin 06/11 2015 THẤU KÍNH CHÍNH lý thuyết lagrange-Helmholtz rer Uer tg 1 rs U s tg 2 (6.68) rer: bán kính tiết diện ngang Uer: thế ở mặt phẳng tiết diện ngang 1 : khẩu độ giác ở mặt phẳng tiết diện ngang 2 : khẩu độ giác ở màng hứng Us: thế mặt phẳng màng hứng Giả sử khẩu giác nhỏ, ta có: rs 06/11 2015 rer 1 2 U er Us (6.70) BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 56 THẤU KÍNH CHÍNH r rer 1 s 2 ra U er Us rs a 1 2 u0 Us u0 U Để giảm rs có hai phương án sau. Giảm vận tốc ban đầu giảm eu0 (cathode nhiệt độ thấp) Tăng điện thế ở màng hứng: 06/11 2015 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 57 THẤU KÍNH CHÍNH Tăng điện thế có nhiều ưu điểm: Làm giảm ảnh hưởng lực đẩy Coulomb của điện tích không gian. Giảm ảnh hưởng của điện trường và từ trường bên ngoài. . Giảm bán kính ảnh bằng cách tăng điện thế màng húng là một thành công đáng kể trong các thiết bị súng điện tử. Năng suất khuếch đại: M 58 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG rs rer 1 2 Uer Us 06/11 2015 SÚNG ĐIỆN TỬ VỚI HỆ HỘI TỤ TĨNH ĐIỆN 59 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 SÚNG ĐIỆN TỬ VỚI HỆ HỘI TỪ 60 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 Thấu kính tĩnh điện 61 U1 < U 2 U1 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG U2 sin sin U1 U2 06/11 2015 a) HỘI TỤ QUANG CHÙM TIA SONG SONG 62 ẢNH VẬT TIÊU ĐiỂM b) HỘI TỤ CHÙM ĐIỆN TỬ THẤU KÍNH SỰ TƯƠNG TỰ GIỮA CHÙM HỘI TỤ QUANG VÀ CHÙM ĐiỆN TỬ BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 63 GÓC LỆCH KHOẢNG CÁCH TỪ TRỤC r CHÙM TIA SONG SONG YÊU CẦU HỘI TỤ: GÓC LỆCH LÀ MỘT HÀM TUYẾN TÍNH CỦA KHOẢNG CÁCH TỪ TRỤC: r = f tan BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 U1 U2 64 VÙNG 1 VÙNG 2 ỐNG DẠNG TRỤ r(z), v(z) thay đổi theo z v(z ) r(z) v(r) v z BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 0 d z = 0 ro z d1 r 1 U 'o' ( z ) U o (z) r (z) z 4 U o (z) r U o (z) z r U o (z) z S1 S 1 4 S1 S U 'o' ( z ) r ( z )dz U o (z) r ro r z tg S ro ro r ; d z U o (S1 ) ro d1 06/11 2015 tg S1 U o (S) ro d 4 ro d1 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG U 'o' ( z ) dz U o (z) 65 d , d1 f 2 1 1 f 2 4 U o (S1 ) '' o U (z) dz U o (z) d 1 , d f1 1 1 f1 4 U o (S) '' o U (z) dz U o (z) f phụ thuộc vào dấu của đạo hàm bậc hai U” nên: U” > 0 f > 0 thấu kính hội tụ U” < 0 f < 0 thấu kính phân kỳ 06/11 2015 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 66 HỆ THẤU KÍNH TĨNH ĐIỆN ĐƠN K G D d1 A d2 Ud 1 06/11 2015 2 4U d f 2 1 UD UG UA UD 2 ; 1 d2 d1 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 67 Thấu kính từ 68 F,v vo Bz Fr Br BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG B v vo vr 06/11 2015 2 d r e 2 Bo ( z ) r 2 dz 8mU o 1 e f 8U o B ( z ) 2 o • f luôn dương thấu kính từ luôn là thấu kính hội tụ. • Thành phần v làm điện tử có xu hướng xoay quanh trục thấu kính ảnh của vật qua thấu kính sẽ bị quay đi một góc BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 69 THẤU KÍNH TỪ Nguồn điện tử 70 Trục Quỹ đạo điện tử Tiêu điểm Cuộn dây đồng Vỏ bọc sắt BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG Trường thấu kính từ 06/11 2015 71 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015 72 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG 06/11 2015