3.2. Электростатическая фокусировка электронного луча
Электростатическая фокусировка электронного луча осуществляется электростатическими линзами, подобно тому, как луч света фокусируется оптическими линзами.
Простейшая электростатическая линза представляет собой пару цилиндрических электродов (анодов), расположенных вдоль оси трубки ДД' (рис. 3.3). Потенциал второго анода А2 должен быть больше потенциала первого анода А1.
Созданное этими электродами электрическое поле будет прижимать электроны к оси трубки, собирая их в точке Д', которая должна находиться на поверхности экрана кинескопа или фотомишени передающей трубки.
В пентодном электронном прожекторе (см. рис. 3.2) фокусирующая электростатическая линза образуется между первым (фокусирующим) и вторым анодами. Оптимальная фокусировка электронного луча достигается подбором потенциала фокусирующего электрода.
3.3. Электромагнитное отклонение электронного луча
Рис. 3.3. Электростатическая линза и ее оптический эквивалент
Рис. 3.4. Определение направления силы, действующей на электрон в магнитном поле
Электромагнитное отклонение электронного луча основано на законах взаимодействия между магнитным полем и электрическим током. Движущийся электрон подобен элементарному электрическому току и поэтому испытывает со стороны магнитного поля такое же действие, как и проводник с током.
Из теории электротехники известно, что на прямолинейный проводник с током, а значит, и на электрон при его движении в равномерном магнитном поле действует механическая сила F, равная произведению заряда электрона е, напряженности магнитного поля Н, скорости движения электрона v и синуса угла между направлением магнитных силовых линий (направлением Н) и скорости v, т. е. F=eHvsin. Направление этой силы определяется по известному правилу левой руки.
Если электрон с некоторой постоянной скоростью v движется в плоскости, перпендикулярной направлению силовых линий магнитного поля Н (рис. 3.4), то сила F направлена перпендикулярно скорости v ( = 90°), и под действием этой силы траектория электрона в пределах магнитного поля приобретает форму дуги окружности.
Рассмотренное явление используется в системах электромагнитного отклонения электронного луча. Магнитное поле создается парой отклоняющих катушек, расположенных снаружи колбы электронно-лучевой трубки. По катушкам протекает отклоняющий ток, форма которого определяется принятым законом отклонения электронного луча.
3.4 Электромагнитная фокусировка электронного луча
Если направление скорости движения электрона не перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, а составляет с ними небольшой угол (0<<90°), то электрон наряду с круговым будет совершать поступательное движение, описывая в пространстве винтовую линию. Все электроны, вылетевшие из какой-то одной точки А (рис. 3.5), совершив один оборот, вновь соберутся в одной точке В, и это будет повторяться при каждом обороте.
Рис. 3.5. К пояснению фокусировки электронного луча в магнитном поле
Такой закон движения электронов используется для электромагнитной фокусировки электронного луча в передающих электронно-лучевых трубках. На колбу трубки надевается длинная фокусирующая катушка, которая создает равномерное магнитное поле на всем пути движения электронов от прожектора до фотомишени. Оптимальная фокусировка достигается изменением постоянного тока, протекающего в катушке.