- •М инистерство образования российской федерации
- •Глава 1. Введение в электронную теорию твердого тела 5
- •Глава 2. Теория и практика эмиссионных процессов. 21
- •Глава 3. Электронно-вакуумные приборы с электростатическими полями 69
- •Глава 4. Теория и практика фокусировки и управления электронными пучками в электромагнитных полях 95
- •Глава 5. Электронно-лучевые приборы 133
- •Глава 6. Газоразрядная и плазменная электроника 158
- •Глава 1.
- •1.1.Энергия связи в твердом теле.
- •2.1. Металлическое состояние.
- •3.1. Состояние электрона в кристаллической решетке
- •4.1.Статистика электронов в кристаллической решетке металла.
- •5.1.Энергия Ферми.
- •6.1. Плотность электронных состояний.
- •7.1. Особенности зонной структуры ионных и ковалентных кристаллов.
- •8.1.Особенности положения уровня Ферми в полупроводниках.
- •Глава 2.
- •1.2. Работа выхода электрона из твердых тел.
- •2.2. Термоэлектронная эмиссия
- •1.3. Термоэлектронные катоды.
- •1.1.3. Металлические катоды.
- •2.1.3. Пленочные катоды
- •3.1.3. Оксидные катоды.
- •4.1.3. Способы нагрева катодов.
- •4.2. Закон Лэнгмюра-Богуславского.
- •4.2. Эффект Шоттки.
- •6.2. Автоэлектронная эмиссия.
- •6.2. Взрывная эмиссия.
- •8.2 Автоэмиссионные катоды.
- •7.2. Вторичная электронная эмиссия
- •8.2. Фотоэлектронная эмиссия.
- •10.2 Фотокатоды.
- •1.10.2. Фотокатоды для видимой области спектра.
- •2.10.2 Фотокатоды для ультрафиолетовой области.
- •3.10.2. Фотокатоды для инфракрасной области.
- •11.2 Аноды электронно-вакуумных приборов.
- •12.2 Управление электронным потоком
- •Глава 3.
- •1.3.Рентгеновские трубки.
- •Длина волны характеристических линий и потенциал возбуждения к-серии ряда элементов.
- •1.1.3 Области применения и конструктивные
- •2.1.3. Двухэлектродные трубки для просвечивания.
- •3.1.3. Импульсные рентгеновские трубки.
- •4.1.3. Трубки для диагностики биологических объектов.
- •5.1.3. Трубки для рентгенотерапии.
- •6.1.3. Рентгеновские трубки для радиационной химии
- •7.1.3. Рентгеноструктурный анализ.
- •8.1.3. Рентгеноспектральный анализ
- •9.1.3. Бескристальные спектрометры
- •2.3. Электронно-ионный микроскоп.
- •3.3. Фотоэлектронный умножитель.
- •Глава 4
- •1.4.Силы, действующие на заряженную частицу в электромагнитном поле. Уравнения движения.
- •2.4. Аналогия между движением заряженных частиц в электростатическом поле и распространением световых лучей в прозрачной среде.
- •3.4. Центрированные электронно-оптические системы.
- •4.4. Фокусировка электронных пучков в аксиально-симметричных
- •1.4.4. Катодная линза.
- •2.4.4. Электронные пушки.
- •3.4.4. Автоэмиссионные пушки.
- •4.4.4. Электронный прожектор.
- •5.4.4. Электростатические системы управления электронным лучом.
- •6.4.4. Анализатор скорости заряженных частиц.
- •7.4.4. Осциллографическая трубка.
- •5.4. Фокусировка и управление потоком заряженных частиц в постоянных магнитных полях.
- •1.5.4. Конструкции магнитных линз.
- •2.5. 4. Дефекты электронно-оптических линз.
- •3.5.4. Отклонение заряженных частиц магнитным полем.
- •Глава 5
- •1.5. Кинескопы.
- •2.5 Электронно-оптический преобразователь.
- •3.5. Электронные микроскопы.
- •1.3.5. Принцип работы электронных микроскопов.
- •2.3.5. Просвечивающие электронные микроскопы.
- •3.3.5. Рентгеновские микроанализаторы.
- •4.3.5. Растровые электронные микроскопы.
- •Глава 6.
- •1.6. Слабоионизированные газы.
- •2.6. Ионизация газа, находящегося в термодинамическом равновесии.
- •3.6. Диффузионный ток.
- •4.6. Проводимость
- •5.6. Ударная ионизация
- •6.6. Вольтамперная характеристики газового разряда.
- •1.6.6. Несамостоятельный газовый разряд.
- •2.6.6. Самостоятельный газовый разряд.
- •7.6. Газоразрядные приборы с холодным катодом
- •1.7.6. Дуговые разрядники.
- •2.7.6. Газоразрядные источники света.
- •3.7.6. Лампы тлеющего свечения (лтс).
- •4.7.6. Стабилитрон тлеющего разряда.
- •5.7.6. Многоэлектродные газоразрядные приборы тлеющего разряда.
- •6.7.6. Тиратрон тлеющего разряда.
- •7.7.6. Тиратроны дугового разряда.
- •8.6. Дисплеи с плазменной панелью.
- •1.8.6.Структура ячейки
Глава 6.
ГАЗОРАЗРЯДНАЯ И ПЛАЗМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА.
1.6. Слабоионизированные газы.
Если некоторые, или все молекулы в газе электрически заряжены, или ионизованы, то свойства газов во многом существенно меняются. Электрически нейтральный газ можно ионизовать, если оторвать по одному электрону от некоторого числа нейтральных молекул, которые станут положительно заряженными ионами. Поэтому ионизованный газ обычно представляет смесь, по крайней мере, трех сортов частиц: электронов, однократно заряженных положительных ионов и нейтральных молекул. Иногда присутствуют и многократно заряженные ионы (молекулы, от которых оторвано более одного электрона), а также, если газ не одноатомный, могут присутствовать как атомные, так и молекулярные ионы. Некоторые нейтральные молекулы могут даже захватывать электроны, образуя отрицательно заряженные молекулярные Ионы. Пусть n+,n-,n0 обозначают плотность числа положительных ионов, электронов и нейтральных молекул соответственно. Обычно выполняется условие n+ n- и в этом случае газ в целом, в указанном макроскопическом смысле, можно приближенно считать нейтральным. Если в одной части объема, занимаемого газом, имеется избыток зарядов одного знака, а в другой части избыток зарядов противоположного знака, то обязательно возникает электростатическое поле, которое заставляет двигаться заряды так, чтобы газ становился в среднем (макроскопически) нейтральным. Только в очень неоднородных областях на границах объема, занимаемого газом, где плотность заряженных частиц очень низка, может нарушаться условие нейтральности. Так как свойства ионизованного газа существенно зависят от степени ионизации n+/n0, то важно установить причины, которые определяют её значение. Известно, что это отношение изменяется в пределах от 10-10 в слабом электрическом разряде до 1012 в солнечной короне. Если электроны соударяются с нейтральными атомами чаще, чем с положительными ионами, то такой газ называют слабо ионизированным. С другой стороны, если преобладают электрон-ионные взаимодействия, то газ считается сильно ионизованным и называется плазмой. Степень ионизации, различающая эти случаи, зависит от температуры и в несколько меньшей степени от плотности газа. При заданной степени ионизации электрон-ионные взаимодействия относительно более важны при низких температурах, чем при высоких. Однако обычно газ, в котором степень ионизации больше, чем~103, можно считать сильно ионизованным при условии, что температура будет порядка 103—104K. Может показаться удивительным, что, когда в окружении электронов нейтральных атомов в 1000 раз больше, чем ионов, взаимодействия электронов с ионами могут оказаться более существенными, чем взаимодействия электронов с нейтральными атомами. Причина этого заключается в том, что кулоновские взаимодействия являются дальнодействующими, и поэтому электрон может «чувствовать» немногие удаленные от него ионы сильнее, чем многочисленные и близкие к нему нейтральные атомы.