Elektronski snop: Razlika med redakcijama

dodanih 18 zlogov ,  pred 5 leti
m
besana
m (besana)
[[Slika:Cyclotron_motion_smaller_view.jpg|sličica|Žarek elektronov zaradi trkov z razredčenim plinom postane viden. Magnetno polje žarek ukrivi v krog.]]
'''Elektronski snop''', tudi  '''katodni žarek''', je tehnično s tehničnimi sredstvi ustvarjen snop sevajočih [[Elektron|elektronov]]. Ker elektroni v [[Ozračje|zraku]] zelo hitro izgubijo energijo, je za elektronski žarek potreben [[vakuum]] ali v primerjavi z običajnim ozračjem bistveno zmanjšan [[Tlak|plinski tlak]]. Elektronski žarki so bili dolgo časa osnova za televizijske sprejemnike, [[Monitor|računalniške zaslone]] in [[Osciloskop|osciloskope]].
 
Elektronski žarki so bili dolgo časa osnova za televizijske sprejemnike, [[Monitor|računalniške zaslone]] in [[Osciloskop|osciloskope]].
 
== Nastanek ==
EelektronskiElektronski žarek se običajno ustvarja z elektronskim topom, ki deluje na enaki osnovi kot [[Katodna cev|katodno cev]]. Elektroni se sproščajo s segrete katode in pospešujejo v električnem polju. Dodatno se lahko pospešujejo s [[Pospeševalnik|pospeševalniki delcev]] (linearni pospeševalniki, betatron, mikrotron, sinhrotron).
 
Katodni žarki so bili odkriti zaradi svetlobe, do katere je prišlo za odprtino v (pozitivni) [[Anoda|anodi]], nameščeni nasproti katodekatodi. Vzrok za pojav naj bi bili žarki iz katode, od tod tudi prvotno, to je starejše ime katodni žarki. Po drugi strani so žarčenje, do katerega je prišlo pri hladni katodi zaradi razelektrenja v plinu, imenovali kanalske žarke. Šele kasneje so ugotovili, da so  vzrok za prvo obliko [[Elektron|elektroni]], za slednjo pa (pozitivni) [[Ion|ioni]].
 
== Zgodovina ==
[[Slika:Katódsugarak_mágneses_mezőben(2).jpg|sličica|Cev s senčnim križem v obratovanju. Na levi strani cevi je videti senco kot križ oblikovane anode.]]
[[Slika:Katódsugarak_mágneses_mezőben(4).jpg|sličica|Magnetno polje senco anode premakne, v zgornjem primeru navzdol.]]
Povod za te preizkuse je bilo iskanje najmanjše enote elektrike, kot so jo zahtevali Faradayevi zakoni.  V ta namen so raziskovali električne procese v razredčenih [[Plin|plinih]] in naleteli na opisane svetlobne pojave. [[Julius Plücker]] je uporabljal cevi z razelektrenjem v plinu in zs segreto katodo. Skupaj s svojim študentom Johannom  Hittorfom je ugotovil,
# da se iz katode premočrtno širi neke vrste električno sevanje, <br>
# da predmeti, postavljeni v njih pot, mečejo senco,
# da je sevanje mogoče odkloniti z [[Magnetizem|magnetnim poljem.]]
[[William Crookes]], ki je za te preizkuse izumil cev s senčnim križem, je leta 1879 ugotovil, da do teh žarkov pride tudi v [[Vakuum|visoko evakuiranih]] ceveh, pri katerih do razelektritve v plinu ne prihaja več. Poleg tega je ugotovil, da žarčenje segreva [[Trdnina|trdna telesa]] in na njih izvaja [[Tlak|pritisk]]. To ga je pripeljalo do zaključka, da so katodni žarki sestavljeni iz delcev .
 
Prvič je katodne žarke sistematično obravnaval [[Philipp Eduard Anton von Lenard|Philipp Lenard]] v 90-ih&#x20;letih 19. stoletja. Izdelal si je v ta namen tako&#x20;imenovano Lenardovo okno, to je mrežo, ki jo pokriva kovinska folija. Ugotovil je, da katodni žarki prodrejo skozi plast, ki je več tisoč atomov debela. Lenard je odkril tudi, da katodni žarki osvetljujejo fotografske plošče in določeni materiali pod njihovim vplivom fosforescirajo.
S primerno postavljenimi elektrodami pod [[Električna napetost|električno napetostjo]] ali s pomočjo tuljav, skozi katere teče tok, je mogoče svetlobo preusmerjati. Elektrode je mogoče tudi uporabiti za pospeševanje ali zaviranje elektronov. Govora je tako o pospešenem ali zavrtem elektronskem snopu. Poleg hitrosti je z elektrodami mogoče vplivati na divergenco žarka. Za širjenje ali oženje žarka s pomočjo elektrod je ozadje elektronske optike.
 
Pospeševanje električnih nabojev je neizogibno povezano z nastankom zavornega sevanja . V tako imenovanih undulatorjih se na ta način ustvarja [[Elektromagnetno valovanje|elektromagnetno sevanje]] zelo kratkih valovnih dolžin. Ker kinetična energija elektronov zaradi izgub zaradi zavornega sevanja pada, je zavorno sevanje omejitveni dejavnik pri načrtovanju sinhrotronov in drugih naprav, s katerimi se elektroni pospešujejo do zelo visokih kinetičnih energij.
 
== Zakon sipanja ==
mit:
 
: <math>N_0</math>&nbsp;= Število elektronov pred folijo, <math>\alpha</math>&nbsp;= AbsorpcijskmiAbsorpcijski koeficient, <math>x</math>&nbsp;= debelina folije.
 
Znanstveniki so v številnih poizkusih skušali določiti maso delcev v katodnih žarkih. Uspel je šele [[Joseph John Thomson]] (1856-1940), ki je z veliko boljšim vakuumom določil odvisnost naboja od [[Masa|mase]] pri [[Elektrostatika|elektrostatičnem]] odklonu katodnih žarkov.
Elektronskega žarka močno interagirajo z materijo; tako se na primer trdno telo, če se ga obseva z elektronskim žarkom, segreva. To pride prav med drugim za topljenje snovi, na primer pri  taljenju z elektronskim snopom , ali kot za segrevanje pri   naparjevanju z elektronskim snopom. Z ustreznim usmerjanjem žarka je zlahka mogoče obdelovati strukture z velikostjo nekaj milimetrov, na primer pri[[Upor (elektrotehnika)| kalibriranju upornosti]].
 
V kovinsko predelovalni industriji je elektronski žarek visoke moče (100&#x20;kW) uporablja za taljenje, utrrjevanjepovršinska obdelava vzorca, žarenje, vrtanje, graviranje in varjenje. Obdeluje se običajno v vakuumu (vsaj 10<sup>-2</sup>&#x20;mbar). Električno varjenje je možno tudi pri atmosferskem tlaku. Delovna razdalja med izstopom žarka in obdelovancem mora biti med 6 in 30&#x20;mm, Prehod iz visokega vakuuma na atmosferski tlak poteka v več korakih. 
 
Elektroni v elektronskem žarku imajo [[Louis-Victor Pierre Raymond de Broglie|Louis de Broglie]] svojo od energije odvisno valovno dolžino, vendar pri tem ne gre za  [[Elektromagnetno valovanje|elektromagnetna valovanja]]. Pri tipičnih energijah znaša  De Broglieva valovna dolžina elektronov daleč pod enim nanometrom. Elektronski žarek zato zaradi [[Uklon|difrakcijeuklona]] ni omejen, kar se ločljivosti tiče. Zaradi močne interakcije s snovjo se elektroni uporabljajo za prikazovanje in analizo notranje strukture in površine snovi v trdnem stanju (glej elektronski mikroskop, fotoelektronskofoto-elektronsko spektroskopijo , in elektronsko mikro-analizo). Primerni so tudi za proizvodnjo skrajno drobnih struktur v nanometerskem območju, na primer v litografiji z elektronskim snopom.
 
== Spletne povezave ==
5.979

urejanj