宽束和强流电子学简介.pptVIP

皮尔斯枪 非线性阳极孔效应限制了电子枪的最大导流系数 继皮尔斯之后，前人采取了一系列措施克服阳极孔效应，如改变聚束极形状，引入附加聚束极，对计算公式加以修正等.其中，缪勒(M. Muller)所做工作较多，故用此类方法制成的锥形束“高导枪”称为缪勒枪。 卡诺枪 作业 无 电子束中正在运动的电荷会改变空间电磁场，这些场反过来又影响电子运动和电荷的空间分布，空间电荷效应是对这一内涵相当复杂的物理过程的统称. 电荷密度比较大的电子束 空间电荷效应之所以复杂，不仅因为电荷运动状况和场分布互为因果，还因为影响空间电荷分布的难以预知因索很多： (1) “环境”即器件管壁可能在强流的作用下产生镜像电荷及电流，成为外加场和电子束之外的“第三者”，也影响空间场; (2)束流可能是均匀分布、轴对称的，也可能不是，使场也不再具有理想场的性质; (3)束流可能是相对恒定的稳流，也可能不是，造成场随时间的快速变化，等等. 空间电荷的存在使位场不再满足拉普拉斯方程，而是满足泊松方程. 以直接后果而言，空间电荷引起所在处电位降低，使电子束趋于发散，在纵向亦会阻碍束流的流通.本章不可能概括束流空间电荷效应的各个方面，只在束流是均匀分布的稳流的条件下进行一些初步讨论，几个主要话题是: 空间电荷对最大流强的限制; 空间电荷效应的线性近似处理方法; 有关强流电子束的成形与维持的一些概念和手段. 我们首先说明两个概念: 其一，在计算电子运动时考虑空间电荷效应，可以说电子之间有库仑斥力，电子受到向外的横向力;也可以说电子群体改变了位场，场强有了附加横向分量，作用到单个电子上，并使束流发散. 这两句话是等效的. 计算中用一个模型即可，两者皆用即为重复. 其二，空间电荷效应正比于电流密度而增强是易于理解的.空间电荷效应同时随电子能量增加而减弱，一般情况下只有非相对论性的低能强流才需考虑空间电荷效应. 这里有几个因素的影响:(1)能量增加意味着电子纵向动量增加，动量较大的电子较不易被横向力推动；(2)由电荷连续性方程，稳流时电流密度J=ρv近似为常数，非相对论性时，电子速度增加电荷密度会下降，引起空间电荷效应减弱；(3)考虑束流中两个电荷相等、以等速平行同向飞行的粒子，其间既有库仑斥力FE，又有电荷运动产生磁场而形成的电磁引力FB ，电子间净斥力F随能量增加而与γ2成反比，即电子速度越大，之间的净斥力越小。 平行二极管 同轴双圆筒二极管系统 同心球二极管系统 空间电荷限制流(平行二极管) 空间电荷限制流(平行二极管) 空间电荷限制流(平行二极管) 空间电荷限制流(同心球二极管系统) 空间电荷限制流(同心球二极管系统) 空间电荷限制流(同心球二极管系统) 空间电荷限制流(同轴双圆筒二极管系统) 空间电荷限制流(同轴双圆筒二极管系统) 平行二极管 同轴双圆筒二极管系统 同心球二极管系统 空间电荷效应(横向效应) 回顾无空间电荷效应的情况 空间电荷效应(横向效应) 空间电荷效应(横向效应) 平行二极管 同轴双圆筒二极管系统 同心球二极管系统 皮尔斯枪 皮尔斯枪 平行皮尔斯枪 皮尔斯枪 皮尔斯枪 * 束 流 光 学 宽束和强流电子学简介  * 第5章 宽束和强流电子学简介 5.1 宽电子束及聚焦成像 5.2 强流中的空间电荷效应 5.3 强流电子束的成形和维持 * 回顾 * 回顾 * 回顾 * 回顾 第5章 宽束和强流电子学简介 简单的说：就是认为r不大,但是r’有很大的情况，vz不能简单的用v取代。 和旁轴轨迹方程(高斯轨迹方程)对比： 电场强度在一封闭曲面上的面积分与封闭曲面所包围的电荷量成正比