Книга является систематическим изложением теоретических основ действия различных конструкций современных электронных приборов. Весьма своеобразным является рассмотрение большинства приборов с электроннооптической точки зрения. Кроме электронных приборов подробно освещены монохроматоры и масс-спектрографы для тяжёлых частиц, а также рассмотрены принципы работы ускорителей. Большой раздел посвящён способам обнаружения заряженных частиц. Книга предназначена для инженеров и научных работников, специализирующихся в области электровакуумной техники и прикладной электроники, а также может быть полезна студентам старших курсов вузов соответствующих специальностей.

Книга Брюхе и Рекнагеля «Электронные приборы» заметно отличается от других, имеющихся на русском языке книг, посвящённых вопросам электроники. Брюхе занимался ряд лет вопросами геометрической электронной оптики, когда она только начинала развиваться. Поэтому неудивительно, что в настоящей книге электроннооптические представления играют весьма видную роль, чего нельзя было сказать о книгах по электронике, которые появились в свет ранее книги Брюхе и Рекнагеля.

Помимо своеобразного подхода (с оптической точки зрения) к вопросам движения электронных пучков во всех электронных приборов, книга содержит ряд глав, относящихся к тем разделам электроники, которые стали разрабатываться сравнительно недавно.

Квазиоптическое понимание движения заряженных частиц укрепляется ныне в технической электронике и рассмотрение, например, процессов в электронных лампах без привлечения электроннооптических представлений (как это делалось до 40-х годов) теперь уже часто оказывается недостаточным.

Электровакуумные приборы за последние 20—25 лет всё более глубоко проникают в нашу технику и жизнь. Число специалистов электровакуумного производства растёт и эти обстоятельства, не говоря уже о потребностях исследовательских лабораторий, требуют книг, разносторонне освещающих работу электронных приборов. Этой цели и должен в частности послужить перевод книги Брюхе и Рекнагеля.

Необходимо обратить внимание читателей на то, что в книге Брюхе и Рекнагеля имеется ряд существенных недостатков. Важнейшим из них является полное игнорирование авторами действительной истории развития электроники, в которую большой вклад внесли русские и советские физики и инженеры. В русском переводе это до некоторой степени восполнено подстрочными примечаниями, но, конечно, не в полной мере. В современной отечественной литературе роль советских учёных отражена значительно полнее.

Является также весьма спорной целесообразность рассмотрения принципов действия всех электронных приборов исключительно с оптической точки зрения. Такая трактовка часто излишне осложняет простые задачи, ранее решённые другим путём, и не оправдывается ходом развития электроники, когда даже в самые последние годы новые конструкции зарождаются независимо от электроннооптических представлений об их действии.

В связи с этим следует отметить пренебрежение авторов технологическими вопросами, которые нередко являются наиболее сложными в действительном осуществлении новых приборов.

В самой большой мере теория авторов не успевает за жизнью в области ультравысокочастотных приборов, и главы, относящиеся к ним, не отражают в полной мере уровня современного развития техники и представляют интерес лишь как неплохая попытка систематизации.

ПРЕДИСЛОВИЕ
Редактор

Предисловие	3
В в е д е н и е. Электронные лучи	11

Ч а с т ь п е р в а я
ЭЛЕКТРОН В ПОЛЕ

Глава первая. Движение электронов в статическом поле	16

A. Движение электрона	17
1.1. Электрон	17
1.2. Общие сведения об электрических и магнитных полях	20
1.3. Общие законы движения и движение в однородном поле	24
1.4. Движение в аксиально-симметричном поле	27
1.5. Законы подобия	29
1.6. Модели поля и движения	32
1.7. Характер пути электронов в электрическом и магнитном полях	34
Б. Электронный пучок с оптической точки зрения	37
1.8. Закон преломления в электронной оптике	37
1.9. Природа фокусировки по направлению	40
1.10. Теорема Гельмгольца	42
1.11. Различные фокусировки	44
B. Особенности электроннооптического хода лучей	45
1.12. Принципиальные различия между оптическими и
электроннооптическими средами	45
1.13. Влияние объёмного заряда на ход лучей	47
1.14. Зависимость действия поля от направления пробега	49
1.15. Ускорение и смещение	50
1.16. Сужение хода лучей	52
1.17. Собирающее действие замедляющего поля	54

Глава вторая. Движение электронов в высокочастотном поле	56

А. Вопросы движения	56
2.1. Высокочастотные поля	57
2.2. Траектории в высокочастотном поле	58
2.3. Фокусировка по направлению	59
2.4. Фокусировка по фазе	61
2.5. Законы подобия	63
Б. Энергетические вопросы	65
2.6. Энергетические соотношения	65
2.7. Отдельный процесс и среднее изменение энергии	67
В. Основы технических применений	69

Глава третья. Основы устройства электронных приборов	70

A. Электронная эмиссия	70
3.1. Картина металла	70
3.2. Возможность эмиссии электронов	72
3.3. Термоэлектронная эмиссия	75
3.4. Фотоэлектронная эмиссия	79
3.5. Вторичная эмиссия	81
Б. Электроннооптические принципы движения частиц в полях	84
3.6. Фокусировка по направлению и образование изображений	84
3.7. Разложение и анализ	85
3.8. Дисперсия и фокусировка	88
B. Выбор энергии частиц	89
3.9. Энергетические соотношения в статическом поле	89
3.10. Энергетические соотношения в высокочастотном поле	91
Г. Принципы управления	92
3.11. Управление направлением	93
3.12. Управление силой тока	95
3.13. Формальное описание процессов управления	98
Д. Возвращение электронов в металл	100
3.14. Проникновение зарядов в металл	101
3.15. Превращение энергии при проникновении электронов в металл	102
3.16. Отвод избыточного заряда и избыточной энергии	105
Е. Взаимодействие с внешним контуром тока	108
3.17. Процесс взаимодействия	108
3.18. Отекание заряда в квазистационарном случае	110
3.19. Некоторые применения явлений взаимодействия	113
3.20. Падающая характеристика и возбуждение колебаний	115
3.21. Взаимодействие с высокочастотным колебательным контуром	117

Глава четвёртая. Приёмы управления электронным лучом	119

A. Выбор поля	120
4.1. Электрическое или магнитное поле?	120
4.2. Ограничение поля	122
4.3. Симметрия поля и его зеркальное изображение	125
4.4. Электрическая фокусировка без промежуточного потенциала
(двухполюсная система)	128
4.5. Газовая фокусировка	131
Б. Влияние скорости	134
4.6. Искажения поля у поверхности катода	134
4.7. Оформление поля вблизи катода	135
4.8. Движение разноимённо заряженных частиц	136
4.9. Уменьшение скорости электронов для лучшего управления	137
4.10. Тормозящие поля как фильтры	138
B. Вопросы геометрии хода лучей	140
4.11. Исследование спектра	140
4.12. Увеличение для целей измерения	142
4.13. Достижение максимального действия	144
Г. Многократное управление	146
4.14. Применение нескольких элементов	147
4.15. Многократное применение одного и того же элемента	148
4.16. Круговое движение и ограничение числа ступеней	149
4.17. Многоступенчатое получение изображений	151
Д. Обратное действие (реакция) и обратная связь	152
4.18. Реакция и усиление при процессах управления	152
4.19. Обратная связь и возбуждение колебаний	154

Глава пятая. Элементы устройства	156

A. Источники заряженных частиц	157
5.1. Накалённый катод	157
5.2. Фотоэлектрический и вторично эмиттирующий катоды	158
5.3. Источники положительных ионов	160
Б. Управляющие элементы при статических полях	161
5.4. Сферические электрические электронные линзы	161
5.5. Сферические магнитные электронные линзы	165
5.6. Цилиндрические линзы	167
5.7. Диспергирующая призма и фокусирующая линза	171
5.8. Электронное зеркало	174
5.9. Диафрагма и выбор её положения	176
5.10. Окошко для выпуска электронов	179
5.11. Вопросы фильтрации	181
B. Управляющие элементы при переменных полях	183
5.12. Симметричный отклоняющий элемент	184
5.13. Затвор	183
5.14. Направляющий цилиндр в качестве ирисовой диафрагмы	189
5.15. Управляющая сетка	193
5.16. Фазовая диафрагма и фазовая линза	195
Г. Обнаружение заряженных частиц	197
5.17. Сообщение видимости корпускулярным лучам	198
5.18. Флуоресцирующий экран	200
5.19. Фотографирование флуоресцирующего экрана	205
5.20. Непосредственная фотографическая съёмка	207
5.21. Последующее ускорение	210

Ч а с т ь в т о р а я
УСТРОЙСТВО ПРИБОРОВ

В в е д е н и е. Терминология и систематика приборов	212

Глава шестая. Приборы управления током	215

А. Простейшие приборы для превращения излучения в ток (фотоэлементы)	216
6.1. Формы поля и характеристики вакуумного элемента	216
6.2. Типы нормальных вакуумных фотоэлементов	219
6.3. Ионизационная камера	221
Б. Приборы управления током с усилением посредством вторичной
эмиссии (умножители)	223
6.4. Разновидности умножителей	224
6.5. Умножители с сетками	225
6.6. Умножители с пластинами и электронными линзами	228
6.7. Умножители с пластинами и простыми фокусирующими полями	229
6.8. Применения и мощность умножителя	232
В. Другие приборы с усилением	234
6.9. Газонаполненные фотоэлементы	234
6.10. Счётчик импульсов	237
6.11. Пропорциональный счётчик	238
6.12. Фотоэлемент со световой реакцией	239
Г. Приборы с управлением силой тока (электронные лампы)	240
6.13. Диод и его характеристика	241
6.14. Диод как вентиль или выпрямитель	243
6.15. Триод и его применение	247
6.16. Сетка как управляющий электрод	249
6.17. Введение дальнейших сеток	253
6.18. Электроннооптическое влияние структуры сетки	257
6.19. Электронные токи в цепи сеток	261
6.20. Сложные многосеточные лампы	263
6.21. Управление посредством магнитного поля (магнетрон)	265
6.22. Электронные лампы с отдельными пучками	268

Глава седьмая. Трубки для получения электронных лучей и
рентгеновские трубки	271

A. Общий обзор трубок для получения электронных лучей и
рентгеновских трубок	271
7.1. Родство между трубками для получения электронных и
рентгеновских лучей	272
7.2. Ускоряющее поле как электронная линза	276
7.3. Особые средства фокусировки при длинном пути луча	279
Б. Трубки для весьма высоких напряжений	282
7.4. Проблема электрической прочности	282
7.5. Получение весьма высоких напряжений	288
7.6. Типы высоковольтных генераторов	292
B. Общие сведения о рентгеновских трубках	296
7.7. Положение фокуса	297
7.8. Предохранение от лучей и электрическая прочность	299
7.9. Трубки большой мощности	302
7.10. Некоторые особые конструкции трубок	309
Г. Смежные типы трубок	310
7.11. Светящиеся ячейки	311

Глава восьмая. Лучевые приборы	312

A. К теории электроннолучевой трубки без газовой фокусировки	313
8.1. Эволюция электроннолучевых трубок	313
8.2. Устройство электроннолучевой трубки	316
8.3. Ускоряющее поле и изображение катода	319
8.4. Роль анодной диафрагмы при изображении катода	321
8.5. Фокусировка пятна на экране	323
8.6. Предварительная фокусировка	325
8.7. Предварительная фокусировка при установке фокусного пятна
на экран	328
Б. Осциллограф с холодным катодом	329
8.8. Устройство осциллографа	330
8.9. Формы исполнения и скорость работы осциллографа	334
8.10. Переход к низким напряжениям	337
B. Трубка с накалённым катодом и газовой фокусировкой	340
8.11. Газовая фокусировка	341
8.12. Электроннолучевая трубка как электронный микроскоп	342
8.13. Вопросы конструкции катода и проблема срока службы	346
8.14. Принципиальные вопросы чувствительности	349
8.15. Повышение чувствительности посредством добавочных полей	351
8.16. Развитие технических трубок с газовой фокусировкой	З5З
Г. Высоковакуумная трубка с накалённым катодом	357
8.17. Возникновение высоковакуумной трубки	358
8,18. Главная собирающая линза	360
8.19. Линза предварительной фокусировки и управления	363
8.20. Технические осциллографы	366
8.21. Трубки высокой эффективности	370
Д. Лучевые приборы для развёртки изображений	374
8.22. Телевидение при помощи электронного луча	374
8.23. Приборы, синтезирующие изображение	376
8.24. Иконоскоп	381
8.25. Другие анализаторы изображения	383
8.26. Электронный растровый микроскоп	387
8.27. Другие лучевые трубки	390

Глава девятая. Электроннооптические приборы	392

A. Получение изображений с помощью электронов	394
9.1. Оптические и электроннооптические системы	394
9.2. Геометрическое соответствие изображения предмета	396
9.3. Различия между световым и электронным изображениями	399
9.4. Предел разрешающей силы электронного микроскопа	401
9.5. Другие ограничения разрешающей силы	405
Б. Электронный микроскоп с небольшим увеличением	410
9.6. Электростатический электронный микроскоп	410
9.7. Магнитный электронный микроскоп	413
9.8. Вспомогательные детали электронного микроскопа	415
9.9. Особые электроннооптические методы	418
9.10. Некоторые применения	419
B. Электронный сверхмикроскоп	421
9.11. Устройство многоступенчатого электронного микроскопа	422
9.12. Магнитный сверхмикроскоп	425
9.13. Электростатический сверхмикроскоп	429
9.14. Другие микроскопы большой разрешающей силы	431
9.15. Предел разрешающей силы	434
9.16. Некоторые применения	436
9.17. Особые приспособления	440
9.18. Дальнейшие успехи	443
Г. Электроннооптический преобразователь	447
9.19. Простейший электроннооптический преобразователь	448
9.20. Электроннооптические преобразователи с магнитной
фокусировкой	450
9.21. Электроннооптические преобразователи с чисто
электростатической фокусировкой	454
9.22. Чувствительность электроннооптических преобразователей и
методы её повышения	457
9.23. Применение электроннооптических преобразователей	461

Глава десятая. Ультравысокочастотные приборы	463

А. Изменение направления в высокочастотном поле	464
10.1. Отклоняющее действие конденсатора	464
10.2. Явления в скрещенных отклоняющих полях	467
10.3. Собирающая и рассеивающая линзы	469
10.4. Высокочастотное поле для измерения скоростей	472
10.5. Анализ масс и скоростей посредством высокочастотного поля	474
10.6. Отклоняющее поле как монохроматор	476
Б. Приборы для получения быстрых частиц (резонансные ускорители)	479
10.7. Линейный резонансный ускоритель	479
10.8. Циклический резонансный ускоритель	482
10.9. Циклотрон	484
10.10. Электронная оптика в циклотронах	486
В. Высокочастотные приборы для усиления тока (умножители)	489
10.11. Переход от резонансного ускорителя к умножителю	489
10.12. Высокочастотный умножитель	491
10.13. Циклический высокочастотный умножитель	494
10.14. Динамический и статический умножители	495
Г. Возбуждение колебаний	496
10.15. Возникновение колебаний	497
10.16. Устройства для возбуждения колебаний и принципы их работы	499
10.17. Механизм возбуждения колебаний посредством продольного
поля	501
10.18. Возбуждение колебаний посредством отклоняющего
конденсатора	504
10.19. Переход к потенциальному жолобу	508
10.20. Колебания в продольном поле	510
10.21. Замена потенциального жолоба магнитным полем (магнетрон)	514
10.22. Магнетрон с разрезным анодом	519
10.23. Ультравысокочастотные приборы с управлением скоростью
(клистроны)	523

Глава одиннадцатая. Спектральные приборы	526

A. Общие вопросы разложения лучей	527
11.1. Непосредственное (механическое) измерение параметров лучей	527
11.2. Косвенное определение параметров излучения	529
11.3. Универсальный спектрограф	530
11.4. Упрощение универсального спектрографа	531
Б. Общие вопросы фокусировки	533
11.5. Введение фокусировки по направлению	533
11.6. Спектрографы с многократной фокусировкой	535
B. Спектрографы для лучей с одним параметром	536
11.7. Постановка вопросов	537
11.8. Развитие магнитного спектрографа скоростей	538
11.9. Монохроматор с поперечным полем в качестве спектрографа
скоростей	540
11.10. Другие монохроматоры	544
11.11. Спектрография масс анодных лучей	545
11.12. Диффракционный спектрограф	548
Г. Ранние типы спектрографов для лучей с двумя параметрами	554
11.13. Исторический обзор простых методов определения	554
11.14. Масс-спектрография электронов	556
11.15. Спектрография масс без фокусировки	559
11.16. Спектрография масс с фокусировкой по направлению	562
11.17. Спектрография масс с фокусировкой по скорости	564
Д. Спектрография масс с двойной фокусировкой	568
11.18. Двойная фокусировка в комбинированном длинном поле	568
11.19. Применение принципов двойной фокусировки по скорости
и направлению в спектрографах	572
11.20. Спектрограф с двойной фокусировкой без фокусирующих линз	575
11.21. Другие улучшенные спектрографы	579
11.22. Применение прецизионного масс-спектрографа с двойной
фокусировкой	579

Указатель литературы	581
Алфавитный указатель	533

Книги на ту же тему

Электровакуумные приборы, Тягунов Г. А., 1949
Высокочастотные электронные лампы, Харвей А. Ф., 1948
Расчёт и конструирование электронных ламп, Царёв Б. М., 1952
Основы расчёта радиоламп, Кацман Ю. А., 1952
Электроизоляция и разряд в вакууме, Сливков И. Н., 1972
Итоги науки и техники: Электроника. Том 17, 1985
Введение в электронику сверхвысоких частот. Часть I, Коваленко В. Ф., 1950
Электронно-лучевые трубки высокой разрешающей способности и их применение, Грицкив З. Д., 1989
Справочник по западно-европейским приёмным лампам, Дроздов К. И., 1948
Электровакуумные приборы. Справочник (100 приёмно-усилительных ламп), Голубев Ю. Л., Жукова Т. В., 1969
Генерирование и усиление дециметровых и сантиметровых волн, Хольман Г., 1948
Основы радиотехники сверхвысоких частот, Благовещенский В. П., 1952
Принципы и применения волноводной передачи, Саусворт Д. К., 1955
Сверхвысокочастотные приборы с периодическими электронными потоками, Кураев А. А., 1971
Покорённый электрон, Ивановский М., 1952

elapsed time 0.021 sec

/Наука и Техника/Физика

ОГЛАВЛЕНИЕ

Книги на ту же тему