11.12. Мас – спектрометри

Мас-спектрометр - установка, що розділяє траєкторії руху заряджених частинок по їх питомому заряду . В мас-спектрометрах, прискорені частинки через центруючі діафрагми D потрапляють в електричне полеконденсатора С (див.Мал.122). При цьому, відповідно до величини та знаку свого заряду, вони відхиляються від початкового напрямку й потрапляють у магнітне поле, індукція якого напруженості й швидкості частинок. Під дією магнітного поля заряди рухаються по траєкторіям, що є дугами кіл, радіуси якихтим більші, чим більша їх швидкість і менший питомий заряд. З цієї причини пучки зарядів розділяються й фокусуються по величині питомого заряду.

11.13. Електронний мікроскоп

11.13.1. Електронні лінзи.

Однією з властивостей силової лінії напруженості електростатичного поля є те, що вона вказує напрямок дії сили поля на заряджену частинку. Виходячи із взаємної перпендикулярності силових ліній та еквіпотенціальних поверхонь можна стверджувати, що поле з увігнутими чи випуклими еквіпотенціальними поверхнями по відношенню до напрямку руху заряду, можуть їх розсіювати чи збирати. У таких випадках електростатичні поля можуть являти собою розсіюючі та збірні електростатичні лінзи заряджених частинок. До таких полів відносяться, зокрема, осесиметричні електричні поля, створені системами металевих електродів та діафрагм.

В магнітному полі на заряджену частинку діє сила Лоренця перпендикулярна до силових ліній індукції , яка, змінюючи траєкторію частинок, може збирати чи розсіювати заряджені частинки. До таких полів відносяться, наприклад, магнітні поля в соленоїді чи спеціальним чином створені інші неоднорідні магнітні поля.

11.13.2.Електронний мікроскоп.

Електронний мікроскоп - пристрій, призначений для одержання зображення мікрооб'єктів, у якому на відміну від оптичного мікроскопа замість світлових променів використовують прискорені до великих енергій (30 —100 кеВ і більш) в умовах глибокого вакууму (приблизно 0,1 мПа) електронні пучки, а замість звичайних лінз — електронні та магнітні лінзи.

Розрізнювальна здатність електронного мікроскопа обмежується, з одного боку, хвильовими властивостями (дифракцією) електронів, з іншого боку - абераціями електронних лінз. Розрізнювальна здатність мікроскопа пропорційна довжині хвилі, яка для електронних пучків і вона у тисячі разів більше ніж в оптичних мікроскопів, де застосовується світло з довжиною хвилі. За допомогою електронних мікроскопів можна домогтися значних збільшень (доразів), що дозволяє спостерігати деталі структур розмірами до.

11.14. Гіромагнітне відношення для електрона

Покладемо, що електрон в атомі рухається (див.Мал.123) рівномірно по колу з радіусом r, лінійною швидкістю V та частотою обертання

. (1)

За час dt через переріз орбіти електрона проходить заряд dq=edt. При цьому рух електрона створює орбітальний струм

. (2)

Електрон має орбітальний момент імпульсу

і орбітальний магнітний момент

, (3)

де нормаль до площини орбіти (із її вершини обертання електрона видно за годинниковою стрілкою),площа круга. Відношення

(4)

 називається гіромагнітним відношенням орбітальних моментів електрона, а знак "-" відображає той факт, що .

Дослідним шляхом установлено, що електрон поряд із такими характеристиками як заряд, маса та класичний радіус має ще й власний момент імпульсу

, (5)

який одержав назву спіна електрона. В цьому виразі  стала Дірака, h  стала Планка. Спіну електрона відповідає спіновий магнітний момент , причому

. (6)