Фокусування частинки має безліч застосувань. Наприклад, у телевізійній трубці електрони, що вилітають з катода, фокусуються на екрані в маленьку цятку. Робиться це для того, щоб відібрати електрони однакової енергії, але ті, що летять під різними кутами, і зібрати їх у невелику точку. Ця задача нагадує фокусування світла за допомогою лінз, тому пристрої, які виконують такі функції, теж називаються лінзами.
Як приклад електронної лінзи тут наведено фіг. 29.5. Це «електростатична» лінза, дія якої залежить від електричного поля між двома сусідніми електродами. Її роботу можна зрозуміти, простеживши за тим, що вона робить із паралельним пучком частинок, що входить зліва. Потрапивши в область а, електрони зазнають дії сили з боковою компонентою, яка притискає їх до осі. В області b електрони, здавалося б, повинні отримати рівний за величиною, але протилежний за знаком імпульс, проте це не так. До того часу, коли вони досягнуть області b, їхня енергія дещо зросте, і тому на проходження області b вони витратять менше часу. Сили-то ті самі, але час їх дії менший, тому й імпульс буде меншим. А повний імпульс сили при проходженні областей a і b спрямований до осі, так що в результаті електрони стягуються до однієї спільної точки. Залишаючи область високої напруги, частинки отримують додатковий поштовх у напрямку до осі. В області с сила спрямована від осі, а в області d — до осі, але в другій області частинка залишається довше, так що знову повний імпульс спрямований до осі. Для невеликих відстаней від осі повний імпульс сили протягом усієї лінзи пропорційний відстані від осі (розумієте чому?), і це якраз основна умова, необхідна для забезпечення фокусування лінз такого типу.
За допомогою цих самих міркувань ви можете переконатися, що фокусування буде досягнуто в усіх випадках, коли потенціал у середині електрода щодо двох інших або додатний, або від'ємний. Електростатичні лінзи такого типу зазвичай використовуються в катоднопроменевих трубках і деяких електронних мікроскопах.
Як приклад електронної лінзи тут наведено фіг. 29.5. Це «електростатична» лінза, дія якої залежить від електричного поля між двома сусідніми електродами. Її роботу можна зрозуміти, простеживши за тим, що вона робить із паралельним пучком частинок, що входить зліва. Потрапивши в область а, електрони зазнають дії сили з боковою компонентою, яка притискає їх до осі. В області b електрони, здавалося б, повинні отримати рівний за величиною, але протилежний за знаком імпульс, проте це не так. До того часу, коли вони досягнуть області b, їхня енергія дещо зросте, і тому на проходження області b вони витратять менше часу. Сили-то ті самі, але час їх дії менший, тому й імпульс буде меншим. А повний імпульс сили при проходженні областей a і b спрямований до осі, так що в результаті електрони стягуються до однієї спільної точки. Залишаючи область високої напруги, частинки отримують додатковий поштовх у напрямку до осі. В області с сила спрямована від осі, а в області d — до осі, але в другій області частинка залишається довше, так що знову повний імпульс спрямований до осі. Для невеликих відстаней від осі повний імпульс сили протягом усієї лінзи пропорційний відстані від осі (розумієте чому?), і це якраз основна умова, необхідна для забезпечення фокусування лінз такого типу.
За допомогою цих самих міркувань ви можете переконатися, що фокусування буде досягнуто в усіх випадках, коли потенціал у середині електрода щодо двох інших або додатний, або від'ємний. Електростатичні лінзи такого типу зазвичай використовуються в катоднопроменевих трубках і деяких електронних мікроскопах.
Зображення
