1 / 72

ĐIỀU KHIỂN CHÙM E TRONG ĐIỆN , TỪ TRƯỜNG

ĐIỀU KHIỂN CHÙM E TRONG ĐIỆN , TỪ TRƯỜNG. HƯỚNG DẪN : PGS.TS LÊ VĂN HIẾU THỰC HIỆN: HV VÕ KIÊN TRUNG. Lưu lại thông tin cần thiết :. Địa chỉ bạn đã tải : http://mientayvn.com/Cao%20hoc%20quang%20dien%20tu/Semina%20tren%20lop/seminar.html. Nơi bạn có thể thảo luận:

inez-harmon
Télécharger la présentation

ĐIỀU KHIỂN CHÙM E TRONG ĐIỆN , TỪ TRƯỜNG

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. ĐIỀU KHIỂN CHÙM E TRONG ĐIỆN , TỪ TRƯỜNG HƯỚNG DẪN : PGS.TS LÊ VĂN HIẾU THỰC HIỆN: HV VÕ KIÊN TRUNG BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  2. Lưulạithông tin cầnthiết: Địachỉbạnđãtải: http://mientayvn.com/Cao%20hoc%20quang%20dien%20tu/Semina%20tren%20lop/seminar.html 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: thanhlam1910_2006@yahoo.com Gmail: frbwrthes@gmail.com

  3. I.CƠ CHẾ : BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  4. 1- SỰ TƯƠNG TỰ QUANG –CƠ : QUANG CƠ Một trong những nguyên lý cơ bản của quang học là nguyên lý Fermat. Theonguyên lý này, khi ánh sáng lan truyền từ điểm A đến điểm B thì trong tất cả cácquỹ đạo có thể nó sẽ truyền theo quỹ đạo nào mà thời gian cần thiết để đi hết quỹđạo là cực trị. Trong cơ học cũng có nguyên lý tác dụng tối thiểu, được biểu diễn dưới dạngtoán học sau (1) BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  5. 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 phaûn xaï: Khi tia saùng phaûn xaï treân maët phaân caùch giöõa hai moâi tröôøng thì goùc phaûn xaï baèng goùc tôùi. - Ñònh luaät khuùc xaï: Khi tia saùng ñi töø moâi tröôøng coù chieát suaát n1 sang moâi tröôøng coù chieát suaát n2, noù bò khuùc xaï ôû maët phaân caùch hai moâi tröôøng. Tæ soá giöõa goùc tôùi vaø goùc phaûn xaï thoaû maõn ñieàu kieän: = (3) Hieän töôïng truyeàn thaúng, phaûn xaï, khuùc xaï ’  n1 n2 >n1 ’ =  (2) BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  6. = 0 (4) = ν = (5) = 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: Wñ = :ñoäng naêng cuûa haït. V: vaän toác 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: BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  7. Phöông trình (4) trôû thaønh: Do = conts Neân Thay (5) vaøo (6) (4)  Do Neân = = (6) = 0 = 0 = Const (7) = 0 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  8. ÔÛ ñaây, ñoùng vai troø töông töï chieát suaát n hay noùi caùch khaùc söï thay ñoåi cuûa ñoái vôùi söï chuyeån ñoäng cuûa haït ñieän trong tröôøng 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. 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. BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  9. Caùcñònhluaätñoùcoùtheåcoilaøcaùcñònhluaätquanghoïccuûachuømcaùchaïtñieän:Caùcñònhluaätñoùcoùtheåcoilaøcaùcñònhluaätquanghoïccuûachuømcaùchaïtñieän: • - 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. BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  10. (8) Hieän töôïng phaûn xaï ñieän tö’  ’ 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: BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  11. Theo coâng thöùc (5) ta coù: Töø (8) vaø (9) suy ra: laø ñieàu kieän ñeå chuøm ñieän töû rôi leân Colector. Ñieàu kieän ñeå chuøm tia phaûn xaï trôû laïi: = (9) = = BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  12. - 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: Hieän töôïng khuùc xaï chuøm haït ñieän =  U1 = Const  U2 = Const > U1 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. BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  13. 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 hay v1Sin = v2Sin maët khaùc, theo coâng thöùc (3): Phöông trình (10)  = = = (11) = (10) BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  14. So saùnh 2 phöông trình (3) vaø (11) ta thaáy: ñoùng vai troø laø chieát suaát trong quang hình hoïc, do ñoù ñöôïc goïi laø 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. 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.   Ñöôøng ñi cuûa tia saùng trong quang hoïc BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  16. - 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 theá coù 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). BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  17. 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 điệngiống như đường đi của tia sáng lan truyền qua môi trường xác định : đóng vaitrò như chiết suất. Ta gọi đó là sự tương tự quang cơ. BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  18. 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 điệnchuyển động thẳng . • 2. Định luật phản xạ: Khi chùm hạt tích điện phản xạ trên mặt đẳng thế thìgóc phản xạ bằng góc tới. • 3. Định luật khúc xạ: Khi hạt tích điện chuyển động từ vùng có thế U1 sangvùng có thế U2, hướng chuyển động và độ lớn của vận tốc sẽ thay đổi vàđược xác định bằng định luật khúc xạ : BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  19. = Khi electron chuyển động trong từ trường chúng chịu tác dụng của lực từ • Lựcnày 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: từtrường là môi trường bất đẳng hướng, còn điện trường là môi trường đẳng hướng. BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  20. 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 đượcbằng điện trường không đồng nhất hay từ trường không đồng nhất có đối xứngtrục. BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  21. a. Chuyển động của electron trong điện trường: BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  22. Phương trình chuyển động của electron trong điện trường không đều đối xứngtrục: U(r)=U(-r) trong hệ tọa độ trụ : BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  23. Theo định luật bảo toàn năng lượng và biến đổi toán học, ta thu được phương trìnhsau: BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  24. Dùng công thức trên ta giải bài toán trong trường hợp một thấu kính tĩnh điệnmỏng và yếu. Thấu kính tĩnh điện mỏng và yếu khi vùng không gian trong thấukính có là hẹp, trong vùng đó giá trị r của điện tử không kịp thay đổi nhiều. BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  25. Để xácđịnh, ta xét một chùm điện tử từ điểm A cách khe thấu kính một khoảng d và làmthành với trục một góc α, khi đi qua thấu kính chùm này bị khúc xạ và cắt trụcthấu kính tại điểm A1, ở khoảng cách ảnh d1 như hình vẽ sau: BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  26. Các góc α,βđều rất nhỏ. Phương trình quỹ đạo trên có thể viết về dạng như sau: • Tích phân theo z từ A đến A1, ta có: d BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  27. BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  28. Ta thấy rằng f1 và f2 phụ thuộc vào dấu đạo hàm bậc hai • Nếuđạo hàm >0 thì f>0, thấu kính hội tụ. • Nếu đạo hàm <0 thì f<0, thấu kính phân kỳ. BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  29. 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 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  30. b. Chuyển động của electron trong từ trường: BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  31. . 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 . BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  32. II. ỨNG DỤNG BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  33. SÚNG ĐIỆN TỬ BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  34. 1. GIỚI THIỆU • 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

  35. 1.GIỚI THIỆU BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  36. 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

  37. GIỚI THIỆU BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  38. BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  39. Hệ 1 thấukính Yêucầu: ảnhcủachùmtrênmànghứngphảinhỏnhất 2.HỆ QUANG HỌC CỦA SÚNG ĐIỆN TỬ BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  40. Hệ 1 thấu kính • Theo lý thuyết Larange-Helmholz : • Độ rộng ảnh của cathode • Yêu cầu: r2 nhỏ nhất: Giảm tử số hay tăng mẫu số BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  41. Hệ 1 thấu kính BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  42. Hệ 1 thấu kính Ảnhhưởngcủavậntốcđầu BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  43. Hệ 1 thấu kính 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 BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  45. Hệ 2 thấu kính BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  46. 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) BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  47. 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. BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  48. THẤU KÍNH ĐẦU TIÊN CỦA SÚNG BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

  49. THẤU KÍNH ĐẦU TIÊN CỦA SÚNG BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG

More Related