border=0

Ynterfryske en diffraasje fenomenen by partikulaasjebeweging

<== foarige artikel | Folgjende artikel ==>

Ferpleats partikulier mei drang en enerzjy , de kwantummeganika fertsjinnet in wellefunksje fan 'e foarm, neamd de de Broglie-welle:

, (10.1)

wêr

- welle fektor

- sirkulêre frekwinsje

- de Broglie-wavelength.

Foar non-relativistyske dieltsjes dy't hurd binne ,

,

wêr - partikelmassa,

- syn kinetyske enerzjy.

Yn oerienstimming mei de quantummechanika is it haad karakteristyk fan in dielen in komplekse wellefunksje ôfhinklik fan koördinaten en tiid,

, (II.3.1)

wêr | y | - amplituden en Ф - faze fan 'e wellefunksje, i = - imaginêre ienheid.

De wellefunksje befettet alle ynformaasje oer de dynamyske eigenskippen fan it dieltsjes. De fysike betsjutting fan 'e wellefunksje is dat it fjouwerkante fan syn modulus de tichtens fan' e probabiliteit P fan in dielen yn in bepaalde regio fan rom x, x + dx bepaalt; y, y + dy; z, z + dz:

, (II.3.2)

wêr - kompleet konjugatywavefunksje. As in dielen yn in beheinde regio fan romte ferdwynt mei volume V, dan is de kâns om in dieltsjes yn dizze regio te fêstigjen 1 en de wellefunksje moat de normalisearing befredigje

. (II.3.3)

De wellefunksje is net in direkt gemearre kwantiteit. It bepaalt allinich de komplekse amplitude fan probabiliteit. Alle gemiddelde bedragen binne kwadratyske funksjes fan 'e wellefunksje. Yn 'e quantummechanika is it sintrale konsept probleem, dat bepaalde potensjele mooglikheden fan in systeem. Dizze potensjes binne realisearre as yntegraasje mei in makroskopysk mjittapparaat.

De welle-eigenskippen fan partikulaasjebeweging manifestearje himsels yn 'e ferskynsels fan ynterferinsje en diffraasje. As in beam fan elektroanen mei deselde flok is rjochte nei in opakele flach skerm mei twa sluten, wurdt de ferdieling fan de elektroanikaasje op it beoardieling skerm mei in genôch grut tal elektronen troch de slits trochrint as it resultaat fan 'e ynterferinsje fan twa de Broglie-wellen dy't út' e slits komme. Yn dit eksperimint is welle-partikel-duality fan dieltsjes fan saken manifestearre, om't de trochgong fan elektroanen troch de slitsen en de formaasje fan in ynterrajekt-patroanen ferbûn is mei welleigenskippen, en it proses fan it registrearjen fan yndividuele elektronen op it beoardielingskerm mei in detector wurdt beskreaun yn 'e taal fan korpus. Wellen eigenskippen manifestearje himsels troch statistyske distributions fan dieltsjes yn 'e registraasjeproses.

As de Broglie-wellen> wêr - de ôfstân tusken de atomen fan 'e kristallen, dan foar de elektroanstrumint, kinne jo alle diffraasje fenomenen krije dy't beoardiele wurde troch de metoade Bragg en Laue . Dizze wellen> maklik te brûken spesjaal spannings te brûken .

De Bragg-refleksje fan elektronenwellen út in kristal waard yn 1927 troch C.J. Davisson en L. Jermer, lykas D.P. Thompson, earst beoardiele. It is ynteressant om te notearjen dat de heulendich partijen foar hokker wagende fenomenen oant no ta fêst binne binne organyske molekulen. mei massa .

Der binne ferskate metoaden fan 'e welle eigenskippen fan' e beweging fan elektroanen en neutronen om de struktuer fan 'e mate te studearjen.

Elektrûtebefractie is in metoade foar stúdzje fan saken, basearre op it fersmoarjen fan in probleem fan begeliedene elektroanen .

Atos smakele fluch elektronen troch ûngefear 6 oarders fan grutter as sterker as x-rays. Dit is bedoeld foar de lading fan elektroanen dy't yntegrearje mei it Coulomb fjild fan atomen. Troch 'e effektiviteit fan' e Coulomb-fersmoarging fan elektroanen yn elektroan-diffraasje, materiaal binne films brûkt . Mei in genôch >ûntstiet in besteld beafielingsmuster fan 'e elektro-dichtdistribution efter de probleem, ôfhinklik fan' e struktuer fan 'e kristallklitter .

De metoade fan gaselektronykbefetsje bepaalt de struktuer fan molekulen mei in relatyf lyts tal swimmers yn in breed oanbod fan temperatueren.

Yn elektroanyske optika binne se dwaande mei de formaasje, fokusje en ôfwaging fan elektronenbalken om in elektronysk byld te krijen fan in objekt.

It elektroanyske byld is visualisearre op in fluoreszier skerm of in foto-ljocht. De elektro-beam wurdt kontroleare mei elektryske en magnetyske fjilden fan in spesjale romtlike konfiguraasje (elektryske en magnetyske linzen) yn in foldwaande heule vacuum ( ) om de distorsjonearring fan 'e trajectory fan' e elektroanen te eliminearjen.

Basis fan elektroanyske optika ELECTRONIC en ION OPTICS, behannelet de formaasje, fokusje en ôfwaging fan beammen fan elektroanen en ionen en it befoarderjen fan byldingen mei har help ûnder ynfloed fan elektro. en magn. fjilden yn in fakuüm. Elektronike en ionyske bylden kinne visualisearre wurde op in fluoreszier skerm of in foto-ljocht. Om't elektroanielbalken folle wiidiger brûkt wurde as ionenbalken, is de term "elektronronoptika" (EO) hiel gewoan.

De oarsprong fan EO is ferbûn mei de oprjochting fan con. 19e ieu cathode ray tube (CRT). Yn 'e earste oszillografysk. CRT (Dútske natuerkunde K. F. Brown, 1897) waard de elektroanelbalke magnum útlutsen. fjild. Ljeppe ôfwizing. ch-c electrostatysk. Njonken it magnetysk fjild brûkte Ingelsk. Fysikolooch JJ Thomson yn eksperiminten om it ferhâlding fan 'e lading fan in elektroan te bepalen oan' e massa, in passaazje tusken de platen fan in flakkondensator yn in CRT pleatst. Yn 1899 is it net. Fysikolooch I.E. Vikhert brûkt foar it konsintrearjen fan de elektronenbal yn in CRT-magnet. spulfjild mei aktueel. Mar allinich yn 1926 is it. Wissenschaftler X. Bush teoretysk beskôge de beweging fan in lading. h-c yn magn. It fjild fan sa'n spul hat oanjûn dat it passend is foar it krijen fan de korrekte elektroanoptyske. ôfbyldings en dus yavl. Elektronenlinen (EL). De opfolgjende ûntwikkeling fan EL (magnetysk en elektrostatika) iepene de manier om it ûntstean fan in elektronenmikroskoop, in elektro-optyske konverter, en oare apparaten, dêr't elektro-optyske optika foarme binne. Ofbyldings fan objekten - of emittend of ien of oare

wei as elektryske balken. Untwerp fan spesjalisten. CRT foar televyzje en radar. ynstrumintaasje foar it opnimmen, stjoeren en reproduksearjen fan ynformaasje, ensfh., laat ta de fierdere ûntwikkeling fan dielen fan EO relatearre oan de kontrôle fan ladingbalken. h-c. Means De ûntwikkeling fan apparatuer foar de analyse fan elektroanfluxen (beta-spektrometers en oare analysearrings) hie in ynfloed op de ûntwikkeling fan EO.

Yn parallel mei de stúdzje fan elektronenbalken waard de stúdzje fan Ion-beammen útfierd, wat liedt ta it skeppen fan Ionoptika (IO). Der is gjin basisfoarsjenning tusken EO en IO. De beweging fan elektronen en ionen op it fjild wurdt beskreaun troch deselde rigels. Mar foar gebrûk yn technology is it wêzentlik dat el-s makliker te krijen binne, en har ôfwiking en fokusje troch har lytsere massa kin makke wurde troch swakker en minder fergrutte magnet. fjilden as yn it gefal fan ionen fan deselde enerzjy. Dêrneist is de ferdieling fan elektronen makliker te meitsjen op in fluoreszele skerm. Dit alles late ta it wiidferspraat gebrûk fan elektro-beam-apparaten. De ûntwikkeling fan IO yn betsjutting. Grad yn ferbân brocht mei it meitsjen fan massekespektrometers en akselearders fan opnommen dieltsjes.

Om de measte fan 'e problemen fan E. te lossen en en. oer genôch om te praten

Fig. 1. Deviaasje fan it elektro-beam yn in unifoarm fjild fan in fleantokonduator: 1 - kapsitorplaten; 2 - elektronyske syklik. De linen fan 'e krêft fan it fjild wurde oanjûn troch strutsen linen, de paragrafen fan equipotinsjele oerflakken troch it fleantúch fan' e sifers wurde troch fêste linen sjen litten. It potensjaal fan it fjild V ferheget it as jo fan boppe nei ûnderen ferpleatse.

Fig. 2. De ôfwizing fan de ljochtbalke yn in net-unifoarm optyske. omjouwing. De refraktive yndeks n nimt by it beweging fan boppe nei ûnderen.

Bewegelingskommisje h-c yn it ramt fan 'e klassiker. meganika, om't wellen binne. de natuer fan 'e ch-c (sjoch wavewave duality) yn dizze problemen praktisret himsels net. Yn dizze anneksaasje, E. en en. oer troude de namme. geometrysk troch analogy mei de geometryske optika fan ljochtstrielen, dy't útdrukt wurdt yn it feit dat it gedrach fan 'e beammen opladele is.

h-c yn elektrysk. en magn. Felder binne folle as it gedrach fan ljochtrjochtingen yn inhomogene optyk. omjouwings. Kwalitatyf is dizze oerienkomst fûn as fergelykjen fan fig. 1 en 2. De basis fan dizze analogy is in algemiene analogy tusken de klassiker. meganika en ljochtgeom. optysk ynstallearre irl. Mathematiker en natuerkundige William R. Hamilton, dy't yn 1834 bewearde dat de algemiene lykweardigens fan 'e meganika (de Hamilton - Jacobi-lykweardigens) ferlykber is yn foarm foar Optics. eikonale-gearhing. As yn 'e ljochtgeom. optyk, yn geom. E. en en. oer it begryp fan refraktive yndeks wurdt yntrodusearre, en by it rekkenjen fan byldfouten, b. Ynklusyf to-ryh lykas de ferbiningen fan optyske systemen, faak brûkt metoade fan eikonal. As jo ​​geom komme. E. en en. oer bliuwt as ûnfoldwaande, bygelyks. Yn 'e stúdzje fan' e resolúsje fan it elektroanenmikroskoop binne de metoaden fan 'e kwantummeganika belutsen.

Yn elektro-optyske Apparaten wurde brede elektryske brûkt. en magn. Felder mei rotaasjesymmetry yn ferbân mei optika. system axis. EL en elektronyske spegels (EZ) mei sokke fjilden neamd. axisymmetric. Electric Felder mei symmetry fan rotaasje wurde makke troch elektroanen yn 'e foarm fan sylinders, kopkes, diaphragms mei rûn gatten, ensf. (ôfbylding 3).

Fig. 3. Elektron-optysk in systeem mei symmetry fan rotaasje, ûntwurpen om in elektroanastraal te foarmjen (elektryske syllicht): 1 - hege kathod; 2 - foarkommende electrode; 3 - de earste anode; 4 - de twadde anode; 5 - ôfdielingen fan equipotinsjele oerflakken elektrostatysk. fjilden troch it fleantúch fan 'e figuer. De oanpaste linen jouwe oan 'e beamkontoaren. De elektroanen jouwe harren potensiellen oan om 'e kathode, wêrtroch't it potensjaal as nul neamd wurdt. Elektroden 1, 2, 3 foarmje in kathodelektronenlinen, elkoaren 3 en 4 binne driuwend.

Fig. 4. Magn. lins yn 'e foarm fan in spul: in side side; b - foarsicht; 1 - spul; 2 - krêftlinen magn. fjilden; 3 - elektroanyske trajektoryk. De oanpaste linen jouwe de kontrôtes fan 'e elektronenbal dy't ûntsteane út punt A (objekt) en rjochte op punt B (ôfbylding).

Om axisymetryk magnum te krijen. Felder wurde elektromagnetten brûkt (soms permanente magnets) mei poalen yn 'e foarm fan lichems fan revolúsje of spultsje mei aktueel (figuer 4). Axsymetrisyk linsen en spegelingen meitsje it korrekte elektro-optyske. ôfbyldings as ferplichting. De dieltsjes ferpleatse genôch tichtby it symmetryaks fan it fjild, en har begjin. Fasten differearje lyts fan elkoar. As dizze betinksten net befetsje wurde, wurde de byldbefallen tige wichtich. As it ûnderwerp en it byld bûten it fjild lizze, is de axisymmetryske EL altyd sammele. Sv-va electrostatyk. Axisymetric EL wurdt bepaald troch de posysje fan har haadpunten, fergelykber mei de kardinale punten fan axisymmetric ljocht-optyske. Imagingsystemen: fokken, haadpunten en nodalpunten. De bou fan 'e byld wurdt makke neffens de regels fan ljocht geometryske optika. Yn magn. Al it wurdt ek oanwêzich yn guon hoeken. Elektrostatyske axisymetriefjilden binne karakterisearre troch deselde geom. Aberration as licht optyske sintra. systeem spherich. Oberflächen: spherical Aberration, Astigmatismus, Bildfeldkrümmung , Verzerrung und Koma. Yn magn. fjilden wurde oan har tafoege. anisotropyske fersmoarging, astigmatisme en koma. Boppedat binne der trije soarten chromatyske. Aberrationen (yn elektrostatyk fjilden - twa), troch in bepaalde soart ûnfoarsisbere fariering fan 'e enerzjy dy't it fjild h-c ynkomme. Algemien prate EL-ôfwikingen mei rotaasjesymmetry ûnder fergelykbere betingsten ferminderich fergrutsje fan de optyske optyske ôfleveringsgrinzen. centrifuges. systemen. De fraach fan kompensaasje foar ôfwikingen of har reduksje yavl. ien fan 'e wichtichste teoretyske E. en en. oer

Der binne oare soarten EL en EZ, de fjilden to-ryh hawwe oars. types fan symmetry. T. n. zylindrysk elektrostatyk en magn. EL en EZ meitsje lineêre ôfbyldings fan puntobjekten. Yn in oantal analytyske. apparatuer heech. Fokusjen is allinne nedich yn ien rjochting. Yn dizze gefallen is it oan te rikken om de saneamde oan te oefenjen. transaxial electrostatic EL of EZ. Om ynfloed te meitsjen fan de balken. h-c mei hege enerzjes tapasse kwadrupol EL (elektroostatyk en magnetysk).

Om bepalingen te ferlienen. h-c brûke elektron-optysk apparaten mei elektrysk of magn. fjilden rjochte oer de beam. It ienfâldichste elektrysk ôfwikseljend elemel yavl. flak electrostatic capacitor. Yn CRT wurde systemen mei elektroanen fan komplekere foarmen brûkt om de ôfwaging spanning te ferleegjen. Ôfbrekke magn.

Felder binne makke troch elektromagnetten of diriginten, troch hokker aktuele streamt. In protte ferskillende foarmen fan elemint elektrysk. en magn. Felder brûkt yn massekespektrometers, elektroanografyske spektrometers, ensfh. analytysk. apparaten, wêrby 't fjilden it ramt fan' e lading ramt wurde apart (fergees). h-net yn enerzjy en massa, en ek fokusbalken.

Fig. 5. Spherich. Kondensator: 1 - kondensatorelektroden; 2 punten objekt; 3 - byld fan it ûnderwerp; 4 - ringrige diaphragmen. It byld leit op in rjochte line troch de boarne en sintrum O spherich. electroden.

Electric Felder wurde meastentiids ûntsteld dekomp. kondensearders: flak, silindrysk, spherike (figuer 5) en toroidaal. Fan ferskate Typen fan magn. Felder wurde faak oan homogene fjild oanlutsen (6) en sektorfjild (figuer 7). Om de kwaliteit fan it fokusjen te ferbetterjen, biede de grinzen fan 'e sektor magneten. fjilden, en ek inhomogene magn. fjilden, de yntinsiteit dy't fan define ôfwikselt. nei de wet.

Fig. 6. Fernijing en fokusjen fan 'e ladingbal. h-homogeneous magn. fjild: 1 - ûnderwerp; 2 - ôfbylding. Laden De dieltsjes dy't emigrearre wurde troch in lineêre objekt (slit) binnen in lytse hoek 2a earst diverge en dan beskiedend healrûnen mei radius r, dy't deselde binne foar alle kloktypen mei deselde massa en enerzjy, foarmje in byld fan it objekt yn in strip fan breedte ra 2 . De lineêre foarwerp en it stripbyld binne parallele oan de magnetyske fjildlinen. fjilden perpendiculêr foar it fleantúch fan 'e figuer. Oer 1? O 2 en O 3 - de sintra foar krekte trajektarken h-c.

Fig. 7. ôfwaging en fokusje fan 'e pylklading. h-sektor homogene magn. fjild: 1 - magn. fjild; 2 - ûnderwerp (boarne slot); 3 - ôfbylding. Power lines magn. Rânen binne perpendiculêr foar it tekenflier. It byld leit op 'e line dy't it objekt mei de top fan' e sektor ferbynt. De breedte fan it byld is fan deselde oarder as yn 'e unifoarme magnet. fjild.

Lists elektrysk ferliede en magn. apparaten, soms neamd. Elektronike (ionyske) prism's ferskille fan optyske ljocht prismen troch it feit dat se net allinich útlûke, mar ek de ladingbalken fokusje. h-c. Fokusjen liedt ta it feit dat parallele beams yn 'e fjilden fan soksoarte apparaten falle as parallel nei efterlizzing. Yntusken, om hege skea te meitsjen. analytysk Ynstruminten fereale elektroanyske (ionyske) prismen, to-rye, lykas ljochtprisma's, parallelle beams. Yn 'e kwaliteit fan sokke elektryske prisimen brûkt teleskopik. elektryske systemen en magn. fjilden. It tafoegje oan it elektronyske prisma in kollimator EL oan 'e ynfier en in fokus op' e útfier, kin men in analytysk krije. it apparaat, yn Krom hege resolúsje en de grutte electron-optyske kombinearje. luminositeit.

• Artsimovich L. A., Lukyanov S. Yu., Beweging fan opdroegen dieltsjes yn elektryske en magnetyske fjilden, 2e ed., M., 1978; Bonstedt B. E., Markovitsj M. G., Fokus en ûntbining fan beammen yn elektro-beam-apparaten, M., 1967; Glaser V., basis fan elektroanyske optika, trans. mei him., M., 1957; 3 NS Nishchenko, Course of Lectures oer Electron Optics, 2e ed., Khar., 1961; V. Kelman, M. Yavor, S. Ya., Electron Optics, 3e ed., L., 1968.

Fig. Elektronenbal yn in unifoarme elektryske fjild.

De krêftlinen binne fertsjintwurdige troch linige linen, de ekquipotinsjele oerflakken binne solid. F = e E = e (V / d)

Fig. Elektronenbal yn in unifoarm magnetysk fjild.

De magnetyske yndekslinen, lizzend nei it fleantúch fan it tekenjen en rjochte fan it tekenjen nei ús, wurde as punten sjen litten. F = e [vB]; R = mv / eB.

Fig. De brekking fan in ljochtbalke oan 'e grins fan twa media mei ferskate refraktive ynsjes; sin i / sin r = n2 / n1

Fig. Refraksje fan in elektronenbal yn 'e grins fan twa media mei ferskillende potensoaten sin i / sin r = (V2 / V1) 1/2

Fig. De krúvulearring fan 'e ekototinsjele oerflakken yn' e buert fan 'e jild. (De potensjele punten dy't se passe binne op oanmoedigjende oerflakken en electroden oanjûn).

Fig. De ferdieling fan potinsjes op it mêd fan de diaphragm mei in rûn gat.

Sprekt de trajectory fan in parallele elektroanelbal dy't falt op 'e lofter aperture.

Fig. Glas linzen (a) en meshelektronenlinsen boud troch analogy mei harren (b).

Fig. De potensjeel distribúsje op it fjild tusken twa sylindyske elektroanen

Fig. Dûbele elektronyske linzen.

Fig. Single electron lenses.

<== foarige artikel | Folgjende artikel ==>





Sjoch ek:

De tydlike karakteristyk fan 'e wittenskip fan aktive stimulâns

Rasterelektronikmikroskoop

Electromechanical memory

Haadstik 5. Effekten fan 'e ynteraksje fan it elektromagnetysk fjild mei mate

Ynkapulearre opfetters wurde ynderven

Applikaasje fan it ferskynsel fan superkonduktiviteit yn mjittechnology

Ferwiderje fan apparaten

Proprioektoaren

Ferfoarming fan stimulêre enerzjy yn receptors. Receptorpotential. Absolute threshold. Duration of sensation. Adaptaasje fan reseptors.

Surfactant resonators

Return to Table of Contents: Physical Phenomena

Views: 1801

11.45.9.33 © bibinar.info is net de auteur fan de materialen dy't ynbrocht binne. Mar leveret de mooglikheid fan fergees gebrûk. Is der in fertsjinwurdiging fan 'e autoriteit? Skriuw ús | Feedback .