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词条 磁透镜
释义

名词解释

磁聚焦现象一般都是利用载流螺线管中激发的磁场来实现的。在实际应用中,大多用载流的短线圈所激发的非均匀磁场来实现磁聚焦作用。由于这种线圈的作用与光学中的透镜作用相似,故称磁透镜。在显像管、电子显微镜和真空器件中,常用磁透镜来聚焦电子束。

磁聚焦的原理

如果一个带电粒子进入匀强磁场时,其速度v的方向与磁感强度B的方向成任意角度θ,则可将v分解成平行于B和垂直于B的两个分量V∥和V⊥。因磁场的作用,垂直于B的速度分量V⊥虽不改变大小,却不断改变方向。在垂直于B的平面内作匀速圆周运动。平行于B的速度分量V∥不变,其运动是沿B方向的匀速直线运动。这两种运动的合成,为螺旋线运动。此带电粒子作螺旋运动时,螺旋线的半径(即电子在磁场中作圆运动的回旋半径)为

r=mV⊥/qB=mVsinθ/(qB) (9-14a)

粒子每转一周前进的距离称为螺距,用符号表示,则

h=V∥T=2πmVcosθ/(qB) (9-14b)

上式中的T是粒子转过一周所需的时间,称为回转周期。

在匀强磁场中某点A处有一束带电粒子,当带电粒子的速度v与B的夹角很小、各粒子速率v大致相同时,这些粒子具有相同的螺距。经一个回转周期后,他们各自经过不同的螺距轨道重新会聚到A'点。发散粒子依靠磁场作用会聚于一点的现象称为磁聚焦。它与光束经光学透镜聚焦相类似。实际应用中,更多利用它产生的非匀强磁场聚焦。短线圈的作用类似光学中的透镜,称为磁透镜。也可用于电子显微镜中。

磁透镜与光学透镜的比较

光学透镜成像时,物距L1、象距L2、焦距f三者之间满足右图关系式:

由于光学透镜的焦距f是不能改变的,要满足成像条件,必须同时改变L1L2

与光学透镜相似,电磁透镜成像时也必须满足式。但磁透镜的焦距可以通过改变线圈中通过电流的大小来调节。采用磁透镜成像时,可以在固定L1的情况下,改变fL2来满足成像条件;也可以保持L2不变,改变fL1来满足成像条件

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更新时间:2025/1/29 7:08:48