$7.2.6.$ Для электронов, испускаемых одной обкладкой конденсаторов, круглое отверстие во второй обкладке является одиночной линзой, если радиус отверстия много меньше расстояния между обкладками $d$.
$\textbf{а.}$ Зависит ли фокусное расстояние этой линзы от разности потенциалов между обкладками?
$\textbf{б.}$ Определите фокусное расстояние этой линзы, используя формулу, приведенную в задаче $7.1.27a$. Начальной скоростью электронов пренебречь.
$\textbf{б.}$ Сначала решим подзадачу (б), поскольку её решение автоматически ответить на вопрос подзадачи (а).
На краю отверствия силовые линии электрического поля искривляются. Электроны, летящие в пучке, будут испытывать поперечную силу со стороны этого "искривлённого поля". На рисунке изображены силовые линии:

Поместим систему отсчёта в цилиндрических координатах в центр отверствия. Ось $z$ направим вдоль оси конденсатора. До пролёта пучка электронов внутри конденсатора и в области самого отверствия отсутсвуют свободные электрические заряды. Тогда теорема Гаусса в дифференциальной форме запишеться следующим образом:
$$\nabla\cdot\vec E=0$$
В цилиндрических координатах при осевой симметрии, когда $\frac{\partial}{\partial\varphi}=0$:
Рассмотрим область, где $r\ll R$, $R$ - радиус отверствия. В этой области $E_{r}$ мало и растёт с $r$, на оси радиальная компонента равна 0: $E_{r}(0,z)=0$. При таких допущениях $E_{r}$ можна разложить по $r$:
Здесь $E_{1}$ - это значение напряжённости электрического поля до отверствия (в конденсаторе), а $E_{2}$ - значение напряжённости электрического поля после отверствия (вне конденсатора). В момент пролёта отверствия $r$ это будет радиус пучка электронов.
−
По определению фокусного расстояния, угол отклонения
+
По определению фокусного расстояния, тангенс угла отклонения:
$7.2.6.$ Для электронов, испускаемых одной обкладкой конденсаторов, круглое отверстие во второй обкладке является одиночной линзой, если радиус отверстия много меньше расстояния между обкладками $d$.
$7.2.6.$ Для электронов, испускаемых одной обкладкой конденсаторов, круглое отверстие во второй обкладке является одиночной линзой, если радиус отверстия много меньше расстояния между обкладками $d$.
$\textbf{а.}$ Зависит ли фокусное расстояние этой линзы от разности потенциалов между обкладками?
$\textbf{а.}$ Зависит ли фокусное расстояние этой линзы от разности потенциалов между обкладками?
$\textbf{б.}$ Определите фокусное расстояние этой линзы, используя формулу, приведенную в задаче $7.1.27a$. Начальной скоростью электронов пренебречь.
$\textbf{б.}$ Определите фокусное расстояние этой линзы, используя формулу, приведенную в задаче $7.1.27a$. Начальной скоростью электронов пренебречь.
$\textbf{б.}$ Сначала решим подзадачу (б), поскольку её решение автоматически ответить на вопрос подзадачи (а).
$\textbf{б.}$ Сначала решим подзадачу (б), поскольку её решение автоматически ответить на вопрос подзадачи (а).
На краю отверствия силовые линии электрического поля искривляются. Электроны, летящие в пучке, будут испытывать поперечную силу со стороны этого "искривлённого поля". На рисунке изображены силовые линии:
На краю отверствия силовые линии электрического поля искривляются. Электроны, летящие в пучке, будут испытывать поперечную силу со стороны этого "искривлённого поля". На рисунке изображены силовые линии:


Поместим систему отсчёта в цилиндрических координатах в центр отверствия. Ось $z$ направим вдоль оси конденсатора. До пролёта пучка электронов внутри конденсатора и в области самого отверствия отсутсвуют свободные электрические заряды. Тогда теорема Гаусса в дифференциальной форме запишеться следующим образом:
Поместим систему отсчёта в цилиндрических координатах в центр отверствия. Ось $z$ направим вдоль оси конденсатора. До пролёта пучка электронов внутри конденсатора и в области самого отверствия отсутсвуют свободные электрические заряды. Тогда теорема Гаусса в дифференциальной форме запишеться следующим образом:
$$\nabla\cdot\vec E=0$$
$$\nabla\cdot\vec E=0$$
В цилиндрических координатах при осевой симметрии, когда $\frac{\partial}{\partial\varphi}=0$:
В цилиндрических координатах при осевой симметрии, когда $\frac{\partial}{\partial\varphi}=0$:
Рассмотрим область, где $r\ll R$, $R$ - радиус отверствия. В этой области $E_{r}$ мало и растёт с $r$, на оси радиальная компонента равна 0: $E_{r}(0,z)=0$. При таких допущениях $E_{r}$ можна разложить по $r$:
Рассмотрим область, где $r\ll R$, $R$ - радиус отверствия. В этой области $E_{r}$ мало и растёт с $r$, на оси радиальная компонента равна 0: $E_{r}(0,z)=0$. При таких допущениях $E_{r}$ можна разложить по $r$:
Здесь $E_{1}$ - это значение напряжённости электрического поля до отверствия (в конденсаторе), а $E_{2}$ - значение напряжённости электрического поля после отверствия (вне конденсатора). В момент пролёта отверствия $r$ это будет радиус пучка электронов.
Здесь $E_{1}$ - это значение напряжённости электрического поля до отверствия (в конденсаторе), а $E_{2}$ - значение напряжённости электрического поля после отверствия (вне конденсатора). В момент пролёта отверствия $r$ это будет радиус пучка электронов.
По определению фокусного расстояния, угол отклонения
По определению фокусного расстояния, тангенс угла отклонения: