Справочник по физике для инженеров и студентов - Яворский Б.М.
ISBN 5-488-00330-4
Скачать (прямая ссылка):
2 тс2
в вакууме;
476 IV.7 ДВИЖЕНИЕ ЗАРЯЖ ЧАСТИЦ В ЭЛЕКТР. И МАГН. ПОЛЯХ
в) для магнитных линз в нерелятивистском случае
d2r , ес2 г>2 п
5Ї5 +8^В-Г“°’
где Вг — проекция магнитной индукции на ось линзы, U —¦ разность потенциалов, которую прошел электрон до входа в линзу;
г) для магнитных линз в релятивистском случае распространение формулы производится согласно сказанному в п. 5°;
д) для комбинированных электростатического и магнитного полей в нерелятивистском случае
d(^drU I №+«!вМг-о,
dz\ dz J 4«/<р\-йг2 2m J в релятивистском случае
Лр(і + &<р) [ лАр(Т+1ф} ^ ] +
+ 1 Г(1 + fc<p)^ н — в? 1 г = о.
4 L Az2 2ш0 J
Наличие пространственного заряда в электроннооптических системах учитывается заменой в приведенных уравнениях ^-5? на + ?-, где p(z) — осевое рас-Az2 dz2 ?0
пределение пространственного заряда, E0 —• электрическая постоянная.
7°. Ввиду невозможности ограничения параксиальными электронными пучками в электронно-оптических системах неизбежны аберрации.
Электростатические и магнитные осесимметричные системы обладают в основном сферической аберрацией, комой, астигматизмом, кривизной поля изображения и дисторсией.
Нестабильность питания источников электронов и линз приводит к некоторому разбросу скоростей электронов и вызывает появление хроматической аберрации, хроматической разности увеличений и хроматической разности поворота изображения (последние две погрешности присущи только магнитным
IV.8 1. ОСНОВНОЙ ЗАКОН ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ 477
линзам). Все эти погрешности ухудшают разрешающую способность и качество изображения в электроннооптических системах.
8°. Электронной микроскопией называют получение изображений микроскопических объектов с помощью .электронных пучков, фокусируемых электрическими и магнитными полями. В электронной микроскопии используют электроны с дебройлевской длиной волны, много меньшей размеров объекта, так что пучки электронов ведут себя, как лучи в геометрической оптике. Разрешающая способность электронных микроскопов иа несколько порядков выше, чем оптических микроскопов, и ограничивается волновыми свойствами электронов при данной их энергии.
Глава 8 ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ
1. ОСНОВНОЙ ЗАКОН ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ
1°. Явление электромагнитной индукции состоит в том, что в проводящем контуре, находящемся в переменном магнитном поле, возникает электродвижущая сила индукции. Если контур замкнут, то в нем возникает электрический ток, называемый индукционным током.
2°. Закон электромагнитной индукции Фарадея: ОДС электромагнитной индукции /Si в контуре равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока Фт сквозь поверхность, ограниченную JThm контуром:
Направления обхода контура и внешней нормали п, принятые при вычислении соответственно и Фт, -взаимосвязаны: из конца вектора п обход контура должен быть виден происходящим против часовой стрелки.
Если замкнутый контур состоит из N последовательно соединенных витков (например, имеет вид соле-
478
IV.8. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ
ноида), то под Фт следует понимать полный магнитный поток сквозь поверхности, ограниченные всеми N витками. В электротехнике эту величину называют пото-
N
косцеплениет контура 'F = ^ Фт(, и закон электро-
I = 1
магнитной индукции записывают в форме
3°. Знак минус в формуле для является выражением правила Ленца', индукционный ток в контуре имеет всегда такое направление, что создаваемый им магнитный поток сквозь поверхность, ограниченную контуром, уменьшает те изменения магнитного потока, которые вызвали появление индукционного тока.
4°. Магнитный поток, охватываемый контуром, может изменяться по ряду причин — благодаря деформации или перемещению контура во внешнем магнитном поле, а также вследствие изменения магнитного поля
do
во времени. Полная производная —- учитывает дей-
dt
ствие всех этих причин.
Если проводящий контур движется в стационарном магнитном поле, то ЭДС индукции наводится во всех участках контура, пересекающих линии магнитной индукции, причем общая ЭДС в контуре равна алгебраической сумме ЭДС, возникающих во всех его участках. Появление ЭДС электромагнитной индукции в этом случае можно объяснить тем, что на каждый свободный заряд q (носитель тока в проводнике), перемещающийся вместе с проводником в магнитной поле, действует сила Лоренца:
Fji = q(y + v") х В.
Здесь V — скорость движения заряда вместе с проводником, a Vy — скорость заряда относительно проводника. Под действием сторонних сил — Касательных к проводнику составляющих сил Лоренца — заряды q перемещаются, образуя в замкнутом проводнике индукционный ток.
5°. Направление вектора напряженности стороннего поля электромагнитной индукции в прямрлинейном
IV.8.1. ОСНОВНОЙ ЗАКОН ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ 479
проводнике, движущемся в магнитном поле, определяется с помощью правила правой руки: если расположить правую руку так, чтобы вектор магнитной индукции В входил в ладонь, а отставленный большой палец совпадал с направлением перпендикулярной к проводнику составляющей скорости его движения, то вытянутые четыре пальца укажут направление вектора напряженности стороннего поля электромагнитной индукции, возникающего в проводнике.
