Главная >> Применение >> Типовые примеры >>

Цилиндрический дефлектор

траектория заряженной частицы в дефлекторе, электронный пучок заряженных частиц, траектория частицы в дефлекторе, анализ траектории заряженной частицы, моделирование электронного пучка

Цилиндрический дефлектор представляет собой сектор с центральным углом 127°17', вырезанный из цилиндрического конденсатора, образованного двумя концентрическими цилиндрами. В торцах дефлектора имеются отверстия для влета и вылета частиц.

Тип задачи
Плоско-параллельная задача электростатики

Геометрия

Дано
Радиус внешнего цилиндра R₂ = 0.1 м
Радиус внутреннего цилиндра R₁ = 0.07 м
Напряжение дефлектора U = 1000 В
Начальная кинетическая энергия E₀ = 1500 эВ
Относительная диэлектрическая проницаемость воздуха ε = 1;

Задача:
Через входное отверстие впрыскивается поток частиц с начальной кинетической энергией E₀ = 1500 эВ. Начальная скорость всех частиц направлена перпендикулярно линиям поля, но может отклоняться от нее на угол 6°.
При определенных значениях начальной кинетической энергии, частицы, вылетевшие в направлении, перпендикулярном линиям поля, будут двигаться по круговой траектории. Те частицы, начальная скорость которых отклонялась от перпендикуляра, будут сфокусированы и вновь встретятся в некоторой точке вблизи выходного отверстия. В эту точку обычно помещают детектор.
Определить положение точки фокусировки пучка.

Решение
Сначала мы находим распределение электрического поля, решая задачу электростатики. Затем командой Траектории частиц из меню Вид вызываем диалог Точечный эмиттер. На вкладке Эмиттер помещаем точечный эмиттер частиц на середину входного отверстия дефлектора (координаты x = -0.076 м, y = 0.037 м) и задаем диапазон углов вылета от 62 до 68 градусов. На вкладке Частица выбираем частицу - электрон и задаем её начальную энергию E₀ = 1500 эВ. Чтобы посмотреть результат, нажмите кнопку Применить.

Результат
Точка фокусировки пучка: (0.081, 0.027) м.
Угол фокусировка (приблизительно): 127° + 8.5° = 135.5°.
В идеальном случае напряжение фокусировки для нашего примера составляет U = 1070 В. В нашем примере угол фокусировки и напряжение слегка отличаются от теории из-за краевых эффектов.

• Скачать файлы задачи