№9.1. Дуговий розряд.

"Вузьким місцем" жевріючого розряду є видобування електронів із катода. Жевріючий розряд тому й вимагає для свого підтримання високих напруг, оскільки іони повинні мати досить велику енергію, щоб ефективно вибивати вторинні електрони з катода. Збільшення струму через жевріючий розряд супроводжується збільшенням анодної напруги, необхідної для його підтримки.

Починаючи з деякого значення струму збільшення струму супрово­джується вже не зростанням, а зменшенням анодної напруги. Це відбуваєть­ся тоді, коли під дією бомбардування іонами катода останній розігрівається такою мірою, що здатний випускати термоелектрони. При переході в цей режим іонам вже не потрібні великі енергії для вибивання вторинних елект­ронів з катода. Електрони самі виходять з катода, так би мовити, "добровільно'' за рахунок термоемісії. Розряд стає низьковольтним і для його підтримки достатньо лише кількох десятків вольтів Нагрівання катода здійснюється вже не стільки за рахунок великої енергії іонів, скільки за рахунок їх кількості Такий розряд дістав назву дугового розряду Типовий режим дугового розряду - це спад напруги в кілька десятків вольтів і струми, більші за кілька амперів.

Дуговий розряд є нестійким щодо поперечного розподілу густини стру­му. Якщо в деякому місці на поверхні катода збільшиться густина Іонного струму, це місце буде розігріватися сильніше, і з нього піде більший тер­моелектронний струм, який притягне на себе ще більшу густину зустрічно­го іонного струму. Це призводить до того, що розряд буде стягуватися за поперечним перерізом, концентруючись на все меншій поверхні катода -так званій катодній плямі. Звуження катодної плями обмежуватиметься лише теплопровідністю матеріалу катода.

Дуговий розряд можна одержати і шляхом штучного нагрівання катода від зовнішнього джерела тепла до темпе­ратур, які б забезпечували достатню термоемісію. Для цього катод розжа­рюють, як у електронних лампах. Тоді анодна напруга и0, потрібна для під­тримання розряду, може бути малою (порядку 10-20 В) і незалежною від анодного струму (рис. 10.7). Подібний газонаповнений діод з розжарюваним катодом називають газотроном Вони широко застосовувалися для випрямлення змінного струму (поряд з кенотронами), доки не були витіснені напівпровідниковими діодами.

№9.2. Рух частинки в однорідному магнітному полі.

t=0,

Виходячи з рня руху:

W ₀ має сенс кутової швидкості обертання частинки, тобто період обертання за цей час частинка зсунеться вздовж осі Z на ; тобто траект.руху буде гвинтова лінія з постійним кроком гвинта. Якщо , то частинка рухається тільки по колу в площині Z=Z₀.

№11.1.Циклотронний резонанс

Циклотронний резонанс виникає в будь якій системі де є заряджені частинки якщо до системи прикласти взаємно ┴ однорідне магнітне поле з індукцією , і високочастотне електричне поле яке змінюється по гармонічному закону.

Вперше циклотронний резонанс використано в приладі який називається циклотрон, для прискорення важких частинок (протонів). Він складається з двох частин які називаються дуантами. Між дуантами прикладають високочастотну електричну напругу (30-50 кВ). В об’ємі приладу створюється вакуум. Заряджена частинка з позитивним зарядом попадаючи в простір між пуантами зазнає прискорюючи або сповільнюючи дію електричного поля. В середині об’єму дуанта електричне поле відсутнє, про те є магнітне поле бо прилад поміщений між полюсами великого електромагніта з однорідним полем. В середині об’єму дуанта частинка рухається по півколу радіуса що відповідає його швидкості . якщо відповідним чином підібрати частоту зовнішнього електричного поля, то може статися що частинка буде падати в простір між пуантами лише тоді коли електричне поле прискорюючим. В результаті попадаючи в об’єм другого дуанта частинка рухається по колу більшого радіуса. Прискорення триває доти доки дозволяє об’єм дуанта. R – радіус дуанта.

Задача яку ми ставимо є не релятивістська, тобто частинка має масу рівну масі спокою, тому кутова швидкість є стала. ; ; ; ; ; ; Шукаємо вимушені коливання швидкості під дією змінного електричного поля. ; Фази φ₁ та φ₂ можуть характеризуватись відставанням коливань по фазі.