静电透镜工作原理

4、静电透镜在示波器、电视显像等真空器件中都需要将电子束聚焦，使在荧光屏上形成清晰的光点。这时常采用静电透镜来达到此目的。静电透镜是由具有旋转对称形状的金属电极系统制成的，其中每个电极都有一定的电势，可以产生旋转对称的静电场，这种电场对带电粒子的运动轨迹发生折射作用，与光学透镜对光线的作用相似。故这样的电极系统称为静电透镜。左板右板光栏E0U1E2Ez解：单光栏静电透镜的小孔两侧轴上的电场强度值不等。但在离开小孔稍远处场强值可看作常数，左侧为E1，右侧为E2左板右板光栏E0U1E2Ez光栏为圆金属片-d+drf设离轴线为r的电子，通过圆孔时，沿与轴线垂直的方向上的径向电场为Er，则在径向电场作用范围内，电子受到径向力Fr作用。rreEF设电子的径向速度为Vz,则在通过轴向距离dz期间，径向速度的增量为zrrrvdzmeEdtmeEdv设电子的径向初速度为0,通过圆孔后径向速度的增量为zrddrvdzmeEvdzEmvevddrzr由于电子速度很大，轴向速度变化很小，故当作常数。（-d，d)以外的区域径向场强可视为0.设在x-d和xd区，电场强度分别为E1和E2为了求上式积分，取如图所示的圆柱面。利用高斯定理有：1E2Edxdx0)(2122EErdzErddr)(212EErdzEddr)(221EEmverdzEmvevzddrzr电子通过圆孔后的偏转角，则)(2212EEmvervvtgzzr)(4)(221212EEeEEEemvrctgfkz电子到达轴线上F点，F点离开圆孔的中心距离为与电子入射时离开轴线的距离r无关，因此平行于入射到圆孔的电子束，全都会聚在F点，就像一束光线通过光学透镜时聚焦在焦点上一样，F就是静电透镜的焦点，f就是焦距。