Наличие - пространственный заряд
Cтраница 4
Первоначально в опытах использовали немоноэнергетические электронные пучки с разбросом по энергии около 10 ккал, что определялось высокой температурой ( 3000 К) устройства, излучающего электроны. Напряжение между накаливаемой нитью ( излучателем электронов) и ионизационной камерой не соответствовало точно разности потенциалов, ускоряющей электроны. Эта ошибка была связана со скачками потенциала на неидеально проводящих поверхностях электродов ( контактные потенциалы) и скачками потенциала, обусловленными наличием пространственного заряда между нитью и ионизируемыми молекулами. Чтобы исключить эти ошибки, кривую эффективности ионизации неизвестных молекул и газа с известным значением потенциала ионизации ( аргон, криптон или ксенон) определяли в одном и том же опыте, причем оба вещества одновременно помещались в источник ионов. Путем сопоставления двух кривых можно исключить ошибки, связанные с разбросом по энергии, контактными потенциалами и пространственным зарядом. [46]
Микродетектор предназначен специально для капиллярных колонок, где скорость потока порядка 0 1 - 20 мл / мин, но его можно успешно использовать для заполненных колонок при условии, что поток пара поступает через канал для газа продувки вместо того, чтобы поступать к аноду. В результате этого электроны могут достигать анода только вдоль узкого канала и распределение электрического поля изменяется таким образом, что основная часть его становится сосредоточенной в пространстве на расстоянии нескольких диаметров кончика анода. В результате удаления анода из камеры очень снижается напряжение поля около катода, что способствует образованию положительного пространственного заряда при плотности тока свыше 10 - 8 а / мл. Наличие пространственного заряда внутри камеры избавляет от необходимости применять линеаризующие сопротивления. [47]
Здесь следует отметить, что соотношение (8.10) выписано в пред-пол ожении, что генерация начинается с однопоточного состояния электронного облака. Однако скорее всего это не совсем так [1], поскольку можно предположить ( и ряд экспериментальных данных это подтверждает), что кипящий электронный слой также может поддерживать волны пространственного заряда с фазовой скоростью того же порядка. Кинематическая теория генерации в магнетроне, не учитывающая действие сил пространственного заряда, приводит к тому, что образуются спицы, в которых сильно выражено орбитальное движение - обращение с угловой скоростью ujc вокруг ведущих центров. Каких изменений следует ожидать при наличии сильного пространственного заряда. Суммируя вышесказанное, перечислим важнейшее, что вносит пространственный заряд в физику магнетрона. [49]
Mace-сепаратор позволяет очистить пучок от примесных атомов и выделить ионы необходимого заряда и энергии. Как правило, при легировании машиностроительных материалов требования к уровню сепарации не слишком высоки. Вместе с тем важной характеристикой является коэффициент переноса пучка ионов высокой интенсивности, определяющий отношение числа частиц на выходе и входе сепаратора. Одна из основных причин, уменьшающих коэффициент переноса - наличие пространственного заряда пучка ионов, и необходимо принятие специальных мер для его компенсации. [50]
В данном случае мы имеем дело также и с магнитным полем, так как направленный перенос твердых частиц приводит к появлению тока. В итоге возникает так называемый пинч-эффект, обычно наблюдаемый в потоке плазмы. Поскольку скорость характерных взвесей существенно меньше скорости света, легко показать [2], что указанный пинч-эффект пренебрежимо мал по сравнению с силой взаимного отталкивания частиц, обусловленной наличием пространственного заряда. Однако это обстоятельство также мало сказывается на течении взвесей. [51]
Теория, о которой только что шла речь, основана на предположении, что выход каждого электрона из катода и его передвижение к аноду под действием электрического поля совершенно не зависят от одновременного выхода из катода других электронов. Но между электронами действуют кулоновские силы отталкивания. Поэтому выход каждого электрона мешает выходу и передвижению к аноду следующих за ним электронов. Только при малых плотностях эмиссионного тока допустимо предположение о полной случайности распределения эмиссии отдельных электронов как по поверхности катода, так и во времени, и имеет место точное воспроизведение в анодном токе флюктуации эмиссии на катоде. Наличие пространственного заряда уменьшает дробовой эффект. Теория подавления или депрессии дробового эффекта учитывает также то обстоятельство, что в режиме, соответствующем наклонной части вольтампериои характеристики анодного тока при наличии пространственного заряда, вызываемые дробовым эффектом флюктуации анодного напряжения должны оказывать на электронный ток уменьшающее дробоаой эффект слияние. [52]
 |
Схема включения электровакуумного диода ( а и его анодная характеристика ( б. [53] |
В точке О при i / aQ через диод проходит небольшой начальный ток / 0 порядка долей или единиц микроампер. Этот ток создается немногочисленными электронами, которые достигают анода за счет диффузии и большой начальной скорости. Начальным током обычно пренебрегают ввиду его малости, при этом кривую зависимости / а от 11Л изображают выходящей из начала координат. С появлением анодного положительного напряжения возникает ускоряющее для электронов поле и они начинают достигать анода. В этом режиме ( при наличии пространственного заряда) не все электроны, вылетающие с поверхности катода, достигают анода, поэтому анодный ток меньше тока эмиссии катода. [54]
Микродетектор предназначен специально для капиллярных колонок, где скорость потока порядка 0 1 - 20 мл / мин, но его можно успешно использовать для заполненных колонок при условии, что поток пара поступает через канал для газа продувки вместо того, чтобы поступать к аноду. В микроварианте анод в тефлоновой изоляции помещается в небольшой полости глубиной 2 5 мм. В результате этого электроны могут достигать анода только вдоль узкого канала и распределение электрического поля изменяется таким образом, что основная часть его становится сосредоточенной в пространстве на расстоянии нескольких диаметров кончика анода. Эти два фактора ограничивают область образования метастабильных атомов очень небольшим пространством между концом анода и камерой. В результате удаления анода из камеры очень снижается напряжение поля около катода, что способствует образованию положительного пространственного заряда при плотности тока свыше 10 - 8 а / мл. Наличие пространственного заряда внутри камеры избавляет от необходимости применять линеаризующие сопротивления. [55]
Теория, о которой только что шла речь, основана на предположении, что выход каждого электрона из катода и его передвижение к аноду под действием электрического поля совершенно не зависят от одновременного выхода из катода других электронов. Но между электронами действуют кулоновские силы отталкивания. Поэтому выход каждого электрона мешает выходу и передвижению к аноду следующих за ним электронов. Только при малых плотностях эмиссионного тока допустимо предположение о полной случайности распределения эмиссии отдельных электронов как по поверхности катода, так и во времени, и имеет место точное воспроизведение в анодном токе флюктуации эмиссии на катоде. Наличие пространственного заряда уменьшает дробовой эффект. Теория подавления или депрессии дробового эффекта учитывает также то обстоятельство, что в режиме, соответствующем наклонной части вольтампериои характеристики анодного тока при наличии пространственного заряда, вызываемые дробовым эффектом флюктуации анодного напряжения должны оказывать на электронный ток уменьшающее дробоаой эффект слияние. [56]
Если же при некоторых других условиях, несмотря на очень тщательную постановку эксперимента, измерения приводят к другим, менее точным, а иногда и просто ошибочным значениям е, то это значит, что в этих новых условиях имеют место явления, не учтенные теорией. Теория, о которой только что шла речь, основана на предположении, что выход каждого электрона из катода и его передвижение к аноду под действием электрического поля представляет собой в полной мере случайное явление и совершенно не зависит от одновременного выхода из катода других электронов. Но между электронами действуют кулоновские силы отталкивания. Поэтому выход каждого электрона мешает выходу и передвижению к аноду следующих за ним электронов. Только пои малых плотностях эмиссионного тока приложимо предположение о полной случайности распределения эмиссии отдельных электронов как по поверхности катода, так и во времени, и имеет место точное воспроизведение в анодном токе флюктуации эмиссии на катоде. Наличие пространственного заряда заметной величины уменьшает дробовой эффект. [57]
Страницы: 1 2 3 4