1) Движение электрона в электрических и магнитных полях.
!!!Электрон – материальная частица, имеющая определенную массу и электрический заряд q. При движении электрона в электрическом поле на него действует сила F=E/q , где Е – напряженность поля. Данная сила заставляет электрон перемещаться с ускорением а и подчиняется законам механики
a = qE/m
Отсюда следует что электрон приобретает в процессе движения скорость V=at и определенный запас кинетической энергии движении V=at; Ek = mV^2/2
!!!Свойства движения электрона в электрическом поле:
1.изменяя параметры электрического поля в заданной его конфигурации, можно управлять движением электрона, задавая ту или иную траекторию движению.
2.электрон в ускоряющем электрическом поле приобретает запас кинетической энергии движения.
3.в тормозящем электрическом поле электрон излучает электромагнитную волну, причем так как ускорение неизменно, то полоса излучаемых частот равна бесконечности.
!!!Движение электрона в магнитном поле
Известно, что заряженная частица, влетающая в магнитное поле перпендикулярно силовым линиям и движется по окружности под действием силы Лоренца.
Fл = q[VxB]
Fл = qVBSin(альфа), где альфа = (V;B) При альфа=90 ͦ Sin(альфа) = Пи/2; Fл = qVB,
qVB = mV^2/R; R = mV/qB = k*V/B, где k = m/q = const
Электрон, вращаясь по окружности, излучает электромагнитную волну.
2) Приборы, созданные на особенностях движения электрона в электрических и магнитных полях.
!!!Электрическое поле.
!!!Диод.
!!!Диод представляет простейший электровакуумный прибор, состоящий из вакуумированного баллона, внутри которого расположена система из двух металлических коаксиально расположенных цилиндра-электрода. Больший цилиндр-электрод называется анодом, меньший – катодом.
В катоде расположена нить накала, выполненная из вольфрама. Катод покрыт специальным веществом, обладающим максимальной термоэлектронной эмиссией. При приложении к аноду положительного потенциала между катодом и анодом возникает электрический ток. Диод используют как выпрямительный элемент для преобразования переменного напряжения в постоянный ток.
!!!Триод
Триод - простейшая электронная лампа с тремя электродами: катодом, анодом и управляющей сеткой.
Структура диода Включение триода в сеть
Триод отличается от диода тем, что в нем между катодом и анодом располагается электрод называемый сеткой. Сетка выполнена тонким проводом и представляет собой спираль.
Электрическое поле анод-катод воздействует на электроны, т. е. электроны, эмитированные с катода устремляются к аноду. Сетка расположена вблизи катода.
!!!Электронно-лучевая трубка
Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) – есть электронный прибор, предназначенный для преобразования электрического сигнала в видимый сигнал и его вывода на экран. В ЭЛТ осуществляется эффективное уравнение движением электронного пучка на пути его движения от катода к аноду через систему управляющих электродов. Электронный пучок выводится на экран, покрытый люминофором, где происходит высвечивание точки.
Способы управления траекторией:
1) электромагнитный
2) электростатический
!!!Клистрон
Клистрон представляет собой триод, объединенный с объемным резонатором.
В клистроне можно выделить ускоряющее поле EСК и тормозящее EАС. На сетку подается положительный потенциал. Сетка редка, электроны попадают в объемном резонатор, где поле тормозящее. Электрическое поле сетка-катод для электрона является ускоряющим полем. Электрон движется ускоренно, его энергия возрастает.
В объемном резонаторе электроны, тормозясь в поле, излучают.
Клистроны генерируют мощность от милливатт до десятков киловатт в см и мм диапазоне излучения.
!!!Магнитное поле
Электрон, вращаясь по окружности, излучает электромагнитную волну.
Такая способность электрона положена в основу работы магнетрона.
!!!Магнетрон – генерирующий прибор, является основой многих РЛС в качестве излучателя.