Някои вакуумни устройства използват движението на електрони в магнитно поле.

Нека разгледаме случая, когато електрон лети в еднородно магнитно поле с начална скорост v0, насочена перпендикулярно на линиите на магнитното поле. В този случай движещият се електрон се въздейства от така наречената сила на Лоренц F, която е перпендикулярна на вектора h0 и вектора на силата на магнитното поле H. Големината на силата F се определя от израза: F = ev0H.

При v0 = 0 силата P е равна на нула, т.е. магнитното поле не действа върху неподвижен електрон.

Силата F огъва траекторията на електрона в кръгова дъга. Тъй като силата F действа под прав ъгъл на скоростта h0, тя не върши работа. Енергията на електрона и неговата скорост не се променят по големина. Има само промяна в посоката на скоростта. Известно е, че движението на тялото в кръг (въртене) с постоянна скорост се получава поради действието на центростремителна сила, насочена към центъра, която е именно силата F.

Посоката на въртене на електрона в магнитно поле в съответствие с правилото на лявата ръка се определя удобно от следните правила. Ако погледнете в посоката на линиите на магнитното поле, електронът се движи по посока на часовниковата стрелка. С други думи, въртенето на електрона съвпада с въртеливото движение на винта, който се завинтва по посока на магнитните силови линии.

Нека определим радиуса r на описаната от електрона окръжност. За целта ще използваме известния от механиката израз за центростремителна сила: F = mv20/r. Нека го приравним към стойността на силата F = ev0H: mv20/r = ev0H. Сега от това уравнение можете да намерите радиуса: r= mv0/(eH).

Колкото по-голяма е скоростта на електрона v0, толкова повече той се стреми да се движи праволинейно по инерция и радиусът на кривината на траекторията ще бъде по-голям. От друга страна, с увеличаване на H, силата F се увеличава, кривината на траекторията се увеличава и радиусът на окръжността намалява.

Изведената формула е валидна за движението на частици с всякаква маса и заряд в магнитно поле.

Нека разгледаме зависимостта на r от m и e. Заредена частица с по-голяма маса се стреми да лети по права линия по инерция и кривината на траекторията ще намалее, т.е. ще стане по-голяма. И колкото по-голям е зарядът e, толкова по-голяма е силата F и толкова повече се огъва траекторията, т.е. нейният радиус става по-малък.

След като напусне магнитното поле, електронът продължава да лети по инерция по права линия. Ако радиусът на траекторията е малък, тогава електронът може да описва затворени кръгове в магнитно поле.

По този начин магнитното поле променя само посоката на скоростта на електрона, но не и нейната величина, т.е. няма енергийно взаимодействие между електрона и магнитното поле. В сравнение с електрическото поле, ефектът на магнитното поле върху електроните е по-ограничен. Ето защо магнитното поле се използва за въздействие върху електроните много по-рядко от електрическото поле.

Движение на електрони в магнитно поле.

В магнитно поле движещите се електрони се въздействат от силата на Лоренц, винаги насочена перпендикулярно на вектора на скоростта. Следователно електроните се движат в кръгова дъга. Магнитното поле променя само посоката на движение на електроните.

Например, телевизионните кинескопи използват отклонение на магнитния лъч, а катодно-лъчевата тръба на осцилоскоп използва отклонение на електростатичния лъч.

2) Класификация на електронните устройства. Електронно излъчване

Въз основа на средата, в която се движат електроните, има:

а) електронни вакуумни устройства– източник на свободни електрони е явлението електронна емисия;

б) йонни газоразрядни устройства- източникът на свободни електрони е емисия на електрони плюс ударна йонизация на атоми и молекули

V) полупроводникови (s/p) устройства– електроните се освобождават от атома под въздействието на различни причини (промени в температурата, осветеността, налягането), поради което концентрацията на свободни носители на заряд може да бъде значително по-голяма, отколкото във вакуумните и газоразрядни устройства и това определя по-малките размери, тегло и цена на p/p устройства.

Тема 1.1. Физика на явленията в полупроводниците.

1. Полупроводници, видове полупроводници по проводимост.

2. Контакт на два полупроводника с различна примесна проводимост.

2.1. Директно и обратно свързване на p-n преход. Основни свойства.

2.2. Токово-напреженови характеристики на p-n прехода. Видове разбивки.

2.3. Влиянието на температурата върху p-n прехода.

3. Контакт между полупроводник и метал. Бариера на Шотки.

1. полупроводници - това са вещества, в които електрическата проводимост значително зависи от температурата на осветяване, налягането и примесите.

Например, при повишаване на температурата с 1 градус по Целзий, съпротивлението на метала ще се увеличи с 0,4%, а това на полупроводника ще намалее с 4-8%.

Примери за полупроводници: германий(Ge), силиций(Si), вещества на основата Индия, галиев арсенид.

Видове полупроводници по проводимост:

А) собствена проводимост;

Б) примесна проводимост;

А) Собствена проводимостпредставлява движението на свободни електрони и дупки, чийто брой е еднакъв и значително зависи от температурата на осветяване и налягането.

Вътрешна проводимост може да се наблюдава в чист полупроводник без примеси.

Обичайно е да се нарича чист полупроводник, който има само собствената си проводимост полупроводник i - тип.

Б) Примесна проводимост

Има два вида примесна проводимост:

- електропроводимост на примеси се получава чрез добавяне на примеси с валентност с една единица по-голяма от валентността на полупроводника. В този случай 4 от валентните електрони на всеки примесен атом участват в образуването на връзки, а петият лесно се освобождава без образуване на дупка. Следователно в такива полупроводници преобладават свободните електрони.

Наричат ​​се полупроводници, в които преобладават свободните електрони полупроводници n-тип.

Например Ge (германий) + As (арсен) – полупроводник n-тип.

- проводимост на примеси на дупки се получава чрез добавяне на примеси с валентност, една по-малка от валентността на полупроводника. В този случай на всеки примесен атом липсва един електрон, за да завърши връзката с полупроводниковите атоми; следователно, броят на дупките в полупроводника преобладава.

Наричат ​​се полупроводници, в които преобладават дупките полупроводници p-тип .

Например Ge + In (индий) е полупроводник p-тип.

2. Контактът на два полупроводника с различна примесна проводимост “n и p” - тип, се нарича “p-n” преход.

В точката на контакт винаги има електрическо преходно поле (E per), насочено от областта "n" към областта "p".

Фигура 2 – Параметри на p-n преход

d - дебелина на "p-n" прехода

U к – контактно напрежение

Пример: Ge d= (10 -6 ÷ 10 -8) m и U k = (0,2 до 0,3) V.

С увеличаване на концентрацията на примесите d- намалява, а Uk се увеличава.

2.1. Два начина за включване на pn преход:

аздиректно свързване на p-n преходв p-региона плюс, в n-региона минусот източника, следователно, при E източник< E пер прямой ток I пр =0 (на рисунке 6 отрезок ОД), при E ист >E лента създава ток напред I pr, който значително зависи от напрежението, вижте Фигура 3 и Фигура 4.

Зависимостта на I от U се нарича волтамперна характеристика (волт-амперна характеристика).

Характеристиката ток-напрежение на p-n прехода с директна връзка е показана на фигура 4.

При директно включване токът се създава от основните носители на заряд - примесна проводимост.

II.Обратно превключване на p-n преходпоказано на фигура 5.

Към р-района минус, към n-региона плюсот източника, следователно електрическото поле на източника (E източник) е насочено по протежение на преходното поле и го засилва, следователно основните носители на заряд не участват в създаването на тока.

Обратният ток I arr се създава от малцинствени носители на заряд, чийто брой е малък, следователно обратният ток I arr е по-малък от I r

I rev<< I пр (в 1000 раз) – основное свойство p-n перехода.

Когато се включи отново, токът е почти независим от напрежението, вижте I-V характеристиката на фигура 6.

При достатъчно голямо обратно напрежение (Urev max) възниква разрушаване на "p-n" прехода - това е явление забележимо увеличение на тока (десетки и стотици пъти).

Има два вида разбивки:

- електрическа повреда, се наблюдава само при повторно включване, при напрежение Uob max, докато под въздействието на електрическото поле на източника възниква ударна йонизация на атомите, следователно се образуват двойки: свободен електрон - дупка, чийто брой расте лавинообразно.

Електрически повреди възникват, когато обратният ток е по-малък или равен на допустимия преходен ток (Iper ≤ I add), следователно се разглежда електрическа повреда обратими , това означава, че когато p-n напрежението бъде премахнато, преходът възстановява свойствата си. Електрическата разбивка на фигура 6 е секцията AB

- топлинен разпадвъзниква по време на директно или обратно превключване, когато токът надвишава допустимите стойности на I add. преход, в същото време температурата се повишава, следователно, I се увеличава, следователно, температурата се повишава забележимо и т.н. В резултат на това p-n преходът се разрушава, така че се нарича термично разрушаване необратим. Термичната разбивка на Фигура 6 е частта BG.

2.3. С повишаване на температурата обратният ток се увеличава значително, т.к Това е присъщата проводимост на p/p и предният ток остава почти непроменен. Например, когато температурата се повиши с 10 градуса по Целзий, обратният ток се увеличава с 2 ÷ 2,5 пъти.

Това означава, че има температура tcr, при която обратният ток става сравним с предния ток, т.е. настъпва термичен срив. Тази температура tcr, започвайки от която собствената проводимост е сравнима с проводимостта на примесите, се нарича критична температура или температура на дегенерация .

Въпреки че tcr зависи от концентрацията на носители на примеси, определящият параметър за него е забранената енергийна зона. Колкото по-широка е забранената лента, толкова по-голям е tcr.

Така че, ако за силиция tcr ≈ 330 ˚С, тогава за германия критичната температура ще бъде по-ниска (~ 100 ˚С).

Има и по-ниска температура, която влияе върху проводимостта на полупроводника - тази температура, при която примесът започва да проявява своята проводимост, се нарича такт на температурата на активиране.

За всички полупроводници температурата на активиране е една и съща: t act = -100 0 C.

Следователно за всички полупроводникови устройства има граници на работната температура.

Например: Ge → t slave = – 60 до +75 0 C;

Si → t slave = -60 до +150 0 C.

3. Има 2 вида полупроводникови и метални контакти:

- изправяне– този контакт е подобен на p-n преход, но с по-малко загуби на напрежение и по-висока ефективност. Изправящият контакт е описан за първи път от немски учен през 1937 г. от В. Шотки, поради което изправящият контакт се нарича бариера на Шотки и е в основата на диода на Шотки, транзистора на Шотки.

- некоригиращ –провежда ток еднакво, когато е свързан директно или обратно. Използва се за създаване на метални проводници и полупроводникови устройства.

Тема No2. Полупроводникови устройства

1. Класификация на полупроводникови устройства;

2. Полупроводникови диоди: ценеров диод, варикап, фотодиод, тунелен диод;

2.1. Устройство, принцип на превключване, действие, основно свойство, UGO, приложение;

3. Биполярен транзистор;

3.1. Видове, устройство, принцип на включване, действие, основно свойство, УГО, приложение;

3.2. Три схеми на превключване;

3.3. Основни параметри и характеристики;

3.4. Маркировка;

4. Полеви транзистори;

4.1. Видове, устройство, принцип на включване, действие, основно свойство, УГО, приложение;

5. Еднопреходни транзистори.

Националната сигурност е състоянието на защита на жизненоважните интереси на личността, обществото и държавата от вътрешни и външни заплахи, способността на държавата да поддържа своя суверенитет и териториална цялост и да действа като субект на международното право.

Национална сигурност и военна политика на държавата

Безопасност означава липсата на опасност (или защита от нея). Държавна сигурностсе отнася до опасности, засягащи обществото или държавата отвътре. Външна сигурностопределя се от липсата (или предварителни мерки срещу) външна атака.

В зависимост от възможните последици, от една страна, и активните финансови разходи, от друга, предварителните мерки срещу външни атаки стават все по-важни от гледна точка на политическата сигурност. Необходимо е да се предотвратят активни действия, особено такива, които заплашват или използват военна сила и застрашават самостоятелното развитие на обществото или съществуването на държавата и нейните граждани.

С развитието на човешкото общество връзките между народите стават по-сложни. Предимно аграрният характер на икономиката предопределя традиционното възприемане на земята, подходяща за стопанско развитие, като основна ценност, за чието притежание се води борба. Споровете и конфликтите между държавите са ескалирали във войни от хиляди години. Преди индустриалната революция военната сила на държава или етническа група само приблизително съответстваше на нивото на социално-икономическо развитие и се считаше за независима категория. Неслучайно „варварските“ племена неведнъж са унищожавали цивилизовани държави, а номадите са унищожавали уседнали народи.

Средствата, обслужващи външната сигурност, имат предимно военен характер. Дори в края на 20 век военните сили и оръжия не губят значението си като официално средство за външна сигурност. Като част от процеса на разведряване между Запада и Изтока, протичащ през последните години, нито една държава не е готова да се откаже от военните приготовления като основа на външната сигурност. Напротив, „гарантирана отбранителна способност и паритет на въоръжените сили“ и „система за взаимно възпиране“ официално се използват като „основа на готовността за разведряване“ и предпоставка за „мир“.

Понятията за сигурност на индивида, обществото и държавата не съвпадат във всичко. Личната сигурност означава реализацията на нейните неотменими права и свободи. За обществото сигурността се състои в запазване и увеличаване на неговите материални и духовни ценности.

Националната сигурност по отношение на държавата предполага вътрешна стабилност, надеждна отбранителна способност, суверенитет, независимост и териториална цялост.

В съвременните условия, когато опасността от ядрена война остава, националната сигурност е неразделна част от всеобщата сигурност. Глобалната сигурност до наши дни все още до голяма степен се основава на принципите на „възпиране чрез възпиране“ на конфронтацията между ядрените сили. Наистина универсалната сигурност не може да бъде осигурена чрез накърняване на интересите на която и да е държава, тя може да бъде постигната само на принципите на партньорство и сътрудничество. Повратната точка във формирането на нова система за универсална сигурност беше признаването от световната общност на невъзможността да се спечели и оцелее в ядрена война.

Литература

1. Въведение в политологията /Гаджиев К.С., Каменская Г.Н., Родионов А.Н. и други - М., 1994.
2. Гаджиев К.С. Политология: Наръчник за преподаватели, специализанти и студенти по хуманитарни науки. – М., 1994.
3. Даниленко В.И. Модерен политологичен речник - М., 2000.
4. Краснов B.I. Основи на политическите науки. – М., 1994.
5. Основи на политологията: Учебник за висши учебни заведения / Изд. В.П. Пугачова. В 2 часа - М., 1994.
6. Панарин А.С., Василенко И.А. Политология. Общ курс. – М., 2003.
7. Политология: Записки от лекции /Изд. изд. Ю.К. Краснов. – М., 1994.

2.1. Движение на електрон в електрическо поле.Във всички електронни устройства електронните потоци са изложени на електрическо поле. Взаимодействието на движещи се електрони с електрическо поле е основният процес в електронните устройства.

Фигура 8а показва електрическото поле между два плоски електрода. Те могат да бъдат катод и анод на вакуумен диод или всеки два съседни електрода на многоелектродно устройство.

Нека си представим, че един електрон излита от електрод, който има по-нисък потенциал, например от катод, с определена начална скорост V 0 .

Движение на електрони в спирачно поле

Нека началната скорост на електрона v0 е противоположна по посока на силата F, действаща върху електрона от полето.

Електронът излита с определена начална скорост от електрода с по-висок потенциал. Тъй като силата F е насочена към скоростта v0, електронът се забавя и се движи еднакво бавно. Полето в този случай се нарича спирачно. Енергията на електроните в спирачно поле намалява, тъй като работата се извършва не от полето, а от самия електрон, който преодолява съпротивлението на силите на полето. По този начин, в спирачно поле, електронът отдава енергия на полето.

Ако първоначалната енергия на един електрон е eU0 и той премине през потенциална разлика U в забавящо поле, тогава неговата енергия намалява с eU. Когато електронът изминава цялото разстояние между електродите и удря електрод с по-нисък потенциал. Ако тогава, преминавайки през потенциалната разлика U0, електронът загуби цялата си енергия, скоростта му ще стане нула и ще започне да се ускорява обратно. Така електронът извършва движение, подобно на полета на тяло, хвърлено вертикално нагоре.

Движение на електрон в еднородно напречно поле

Ако един електрон излети с начална скорост v0 под прав ъгъл спрямо посоката на силовите линии, тогава полето действа

Върху електрон със сила F, насочена към по-висок потенциал. При липса на сила F електронът ще извършва равномерно праволинейно движение по инерция със скорост v0 И под въздействието на силата F електронът трябва да се движи равномерно в посока, перпендикулярна на v0, полученото движение се извършва по парабола електронът се отклонява към положителния електрод. Ако електронът напусне полето, както е показано на фигурата, тогава той ще продължи да се движи по инерция праволинейно и равномерно. Това е подобно на движението на тяло, хвърлено с определена начална скорост в хоризонтална посока. Под въздействието на гравитацията такова тяло би се движило по параболична траектория при липса на въздух.

Електрическото поле винаги променя енергията и скоростта на електрона в една или друга посока. Така винаги има енергийно взаимодействие между електрона и електрическото поле, т.е. обмен на енергия. Скоростта на електрона, когато удари електрода, се определя само от началната скорост и потенциалната разлика, преминала между крайните точки на пътя.

Движение на електрони в еднородно магнитно поле

Нека разгледаме движението на електрон в еднородно магнитно поле. Когато нехомогенността на полето е незначителна или когато не е необходимо да се получават точни количествени резултати, можете да използвате законите, установени за движението на електрона в еднородно поле.

Нека електрон лети в еднородно магнитно поле с начална скорост v0, насочена перпендикулярно на силовите линии на магнитното поле (фиг. В този случай движещият се електрон се въздейства от силата на Лоренц F, която е перпендикулярна на вектора v0 и магнитния индукционен вектор B:

Както се вижда, при v0 = 0 силата F е нула, т.е. магнитното поле не действа върху неподвижен електрон.

Силата F огъва траекторията на електрона в кръгова дъга. Тъй като силата F действа под прав ъгъл спрямо скоростта v0, тя не работи. Енергията на електрона и неговата скорост не се променят, а се променя само посоката на скоростта. Известно е, че движението на тялото в кръг (въртене) с постоянна скорост възниква поради действието на сила, насочена към центъра (центростремителна), т.е. сила F.

Удобно е да се определи посоката на движение на електрони в магнитно поле, като се използват следните правила. Ако погледнете в посоката на линиите на магнитната сила, електронът се движи по посока на часовниковата стрелка. Или с други думи: въртенето на електрона съвпада с въртеливото движение на винта, който се завинтва по посока на магнитните силови линии.

Нека определим радиуса r на описаната от електрона окръжност. За целта ще използваме познатия от механиката израз за центростремителна сила,

и го приравнете към стойността на силата F съгласно формула (14):

Сега от това уравнение можете да намерите радиуса:

Колкото по-голяма е скоростта на електрона v0, толкова по-силно той се стреми към праволинейно движение по инерция и толкова по-голям е радиусът на траекторията. С увеличаването на B силата F се увеличава, кривината на траекторията се увеличава и радиусът намалява.

Изведената формула е валидна за частици с всякаква маса и заряд.

Колкото по-голяма е масата, толкова по-силна е частицата да лети по инерция по права линия, т.е. радиусът r става по-голям. И колкото по-голям е зарядът, толкова по-голяма е силата F и толкова повече се огъва траекторията, т.е. нейният радиус става по-малък. След като напусне магнитното поле, електронът продължава да лети по права линия по инерция. Ако радиусът на траекторията е малък, тогава електронът може да описва затворени кръгове в магнитно поле.

Нека разгледаме по-общ случай, когато електрон лети в магнитно поле под произволен ъгъл. Нека изберем координатна равнина, така че векторът на началната скорост на електроните v0 да лежи в тази равнина и така, че оста x да съвпада по посока с вектор B.

Нека разложим v0 на компоненти и. Движението на електрона със скорост. е еквивалентен на тока по електропроводите. Но такъв ток не се влияе от магнитното поле, т.е. скоростта. не претърпява никакви промени. Ако електронът имаше само тази скорост, тогава той би се движил праволинейно и равномерно. И влиянието на полето върху скоростта е същото като в основния случай на фиг. Имайки само скорост, електронът ще се движи в кръг в равнина, перпендикулярна на магнитните силови линии.

Полученото движение на електрона се извършва по спирална линия (често наричана "спирала"). В зависимост от стойностите на B, тази спирална траектория е повече или по-малко разтегната. Неговият радиус може лесно да се определи с помощта на формула (16), като се замени скоростта в нея.

За да разрешим тази задача, ще използваме и правоъгълна координатна система. Нека насочим оста y към вектора на магнитната индукция B и оста x, така че векторът на скоростта на електрона v0, разположен в точката на произход в момента t = 0, да лежи в равнината XOY. тези. имаме компоненти vxo и vyo

При липса на електрическо поле системата от уравнения за движение на електрони приема формата:

или като се вземат предвид условията Bx = Bz = 0 и By = - B:

Движение на електрон в еднородно магнитно поле

Интегрирането на второто уравнение на системата, като се вземе предвид началното условие: при t=0, vy =vyo води до връзката:

тези. показва, че магнитното поле не влияе върху компонента на скоростта на електроните по посока на силовите линии.

Съвместно решение на първото и третото уравнение на системата, състоящо се от диференциране на първото по отношение на времето и заместване на стойността dvz / dt от третото, води до уравнение, свързващо скоростта на електрона vx с времето:

Решението на уравнения от този тип може да бъде представено като:

Освен това от началните условия при t=0, v x=vx0, dvx/dt=0 (което следва от първото уравнение на системата, тъй като vz0 = 0) следва, че

Освен това диференцирането на това уравнение, като се вземе предвид първото уравнение на системата, води до израза:

Обърнете внимание, че повдигането на квадрат и събирането на последните две уравнения дава израза:

което още веднъж потвърждава, че магнитното поле не променя стойността на общата скорост (енергия) на електрона.

В резултат на интегрирането на уравнението, определящо го vx, получаваме:

константата на интегриране в съответствие с началните условия е равна на нула.

Интегрирането на уравнението, което определя скоростта vz, като се вземе предвид факта, че при z = 0, t = 0, ни позволява да намерим зависимостта от времето на z координатата на електрона:

Решавайки последните две уравнения за и, повдигайки на квадрат и добавяйки, след прости трансформации получаваме уравнението за проекцията на траекторията на електрона върху равнината XOZ:

Това е уравнението на окръжност с радиус, чийто център е разположен на оста z на разстояние r от началото (фиг. 2.2). Самата траектория на електрона е цилиндрична спирала с радиус със стъпка. От получените уравнения също е очевидно, че количеството представлява кръговата честота на електрона, движещ се по тази траектория.

Движението на свободните електрони в повечето електронни устройства се контролира с помощта на електрически или магнитни полета. Каква е същността на тези явления?

Електрон в електрическо поле. Взаимодействието на движещи се електрони с електрическо поле е основният процес, протичащ в повечето електронни устройства.

Най-простият случай е движението на електрон в еднородно електрическо поле, т.е. в поле, чиято сила е еднаква във всяка точка, както по големина, така и по посока. Фигурата показва равномерно електрическо поле, създадено между две успоредни плочи с достатъчна степен, за да се пренебрегне кривината на полето в краищата. Върху електрон, както и върху всеки заряд, поставен в електрическо поле с напрежение д,има сила, равна на произведението от големината на заряда и силата на полето в мястото на заряда,

F = -eE. 1.11

Знакът минус показва, че поради отрицателния заряд на електрона силата има посока, обратна на посоката на вектора на напрегнатост на електрическото поле. Под сила Е електронът се движи към електрическото поле, т.е. се движи към точки с по-висок потенциал. Следователно полето в този случай се ускорява.

Работата, изразходвана от електрическото поле за преместване на заряд от една точка в друга, е равна на произведението от големината на заряда и потенциалната разлика между тези точки, т.е. за електрон

Където U - потенциална разлика между точки 1 и 2. Тази работа се изразходва за придаване на кинетична енергия на електрона

Където VИ V 0 - скорост на електрони в точки 2 и 1. приравнявайки равенства (1.12) и (1.13), получаваме

Ако началната скорост на електрона V 0 = 0, Че

От тук можем да определим скоростта на електрона в електрическо поле при потенциална разлика U :

По този начин, скоростта, придобита от електрона при движение в ускоряващо поле, зависи само от потенциалната разлика, преминала през него.От формула (1.17) става ясно, че скоростите на електроните, дори при относително малка потенциална разлика, са значителни. Например, когато U = 100 Влизаме V = 6000 км/с. При такава висока скорост на електроните всички процеси в устройствата, свързани с движението на електрони, протичат много бързо. Например времето, необходимо на електроните да пътуват между електродите във вакуумна тръба, е част от микросекунда. Ето защо работата на повечето електронни устройства може да се счита за практически безинерционна.

Нека сега разгледаме движението на електрон, чиято начална скорост е V онасочени срещу силата Е , действащ върху електрона от полето (фиг. 1.8, b). В този случай електрическото поле е инхибиторно за електрона. Скоростта на електрона и неговата кинетична енергия в спирачното поле намаляват, тъй като в този случай работата се извършва не от силите на полето, а от самия електрон, който поради своята енергия преодолява съпротивлението на силите на полето. Загубената от електрона енергия отива в полето. Наистина, тъй като движението на електрон в забавящо поле означава неговото движение в посока на отрицателния полюс на източника на полето, тогава, когато електронът се приближава към последния, общият отрицателен заряд се увеличава и съответно енергията на полето се увеличава. В момента, когато електронът изразходва напълно кинетичната си енергия, скоростта му ще бъде равна на нула и тогава електронът ще започне да се движи в обратна посока. Неговото движение в обратна посока не е нищо повече от движението, обсъдено по-горе, без начална скорост в ускоряващо поле. При такова движение на електрона полето му връща енергията, която е загубил при бавното си движение.

В случаите, обсъдени по-горе, посоката на скоростта на електрона е успоредна на посоката на силовите линии на електрическото поле. Това електрическо поле се нарича надлъжно.Полето, насочено перпендикулярно на вектора на началната скорост на електрона, се нарича напречен.

Нека разгледаме варианта, когато електрон лети в електрическо поле с определена начална скорост V o и под прав ъгъл спрямо посоката на електропроводите (фиг. 1.8, V). Полето действа върху електрона с постоянна сила, определена по формула (1.11) и насочена към по-висок положителен потенциал. Под въздействието на тази сила електронът придобива скорост V 1, насочен към терена. В резултат на това електронът извършва едновременно две взаимно перпендикулярни движения: праволинейно, равномерно по инерция със скорост V 0 и прав

равномерно ускорено със скоростта V 1 . Под въздействието на тези две взаимно перпендикулярни скорости електронът ще се движи по траектория, която е парабола. След като напусне електрическото поле, електронът ще се движи по права линия по инерция.

Електрон в магнитно поле.Влиянието на магнитното поле върху движещ се електрон може да се разглежда като действието на това поле като върху проводник с ток. Движение на електрон със заряд ди скорост V еквивалентен на ток аз , преминаващ през елементарен сегмент от проводник с дължина Δ л .

Според основните закони на електромагнетизма, силата, действаща в магнитно поле върху проводник с дължина Δ л с ток аз равна на

Е= БиΔ lsinα . (1.20)

Където В-магнитна индукция; α – ъгълът между посоката на тока и линията на магнитното поле.

Използвайки съотношението (1.18), получаваме нов израз, характеризиращ силата на въздействие на магнитното поле върху електрон, движещ се в него,

Е= BeV sinα . (1.21)

От този израз е ясно, че електрон, движещ се по линиите на магнитното поле (α = 0), не изпитва никакво влияние на полето ( Е= BeVsin 0=0) и продължава да се движи с зададената скорост.

Ако векторът на началната скорост на електрона е перпендикулярен на вектора на магнитната индукция, т.е. α = 90, тогава силата, действаща върху електрона, е

Е= BeV.(1.22)

Посоката на тази сила се определя от правилото на лявата ръка. Сила Е винаги перпендикулярна на посоката на моментната скорост V електрон и посоката на силовите линии на магнитното поле. В съответствие с втория закон на Нютон тази сила придава на електрона маса азускорение равно на . Тъй като ускорението е перпендикулярно на скоростта V , тогава електронът под въздействието на това нормално (центростремително) ускорение ще се движи в окръжност, разположена в равнина, перпендикулярна на линията на полето.

Като цяло началната скорост на електрона може да не е перпендикулярна на магнитната индукция. В този случай траекторията на електрона се определя от два компонента на началната скорост :

нормално V 1 и допирателната V 2, първата от които е насочена перпендикулярно на силовите линии на магнитното поле, а втората успоредна на тях. Под въздействието на нормалната компонента електронът се движи в кръг, а под действието на допирателната се движи по силовите линии на фиг. 1.9.

В резултат на едновременното действие на двата компонента траекторията на електрона придобива формата на спирала. Разгледаната възможност за промяна на траекторията на електрон с помощта на магнитно поле се използва за фокусиране и управление на електронния поток в електронно-лъчеви тръби и други устройства.