WikiDer > Фильтр Вина

Wien filter
Селектор скорости фильтра Вина

А Фильтр Вина также известен как селектор скорости представляет собой устройство, состоящее из перпендикулярных электрический и магнитный поля, которые можно использовать как фильтр скорости для заряженных частиц, например в электронные микроскопы и спектрометры.[1][2] Он используется в ускорительная масс-спектрометрия для выбора частиц в зависимости от их скорости. Устройство состоит из ортогональный электрические и магнитные поля, так что частицы с правильной скоростью не будут затронуты, в то время как другие частицы будут отклоняться. Он назван в честь Вильгельм Вена который разработал его в 1898 году для изучения анодные лучи.[3][4] Его можно настроить как анализатор энергии заряженных частиц, монохроматор, или масс-спектрометр.[1][2]

Теория

Любая заряженная частица в электрическом поле будет чувствовать силу, пропорциональную заряду и напряженности поля, так что , где F - сила, q - заряд, E - напряженность электрического поля. Точно так же любая частица, движущаяся в магнитном поле, будет ощущать силу, пропорциональную скорости и заряду частицы. Тогда сила, воспринимаемая любой частицей, равна , где F - сила, q - заряд частицы, v - скорость частицы, B - напряженность магнитного поля, и это перекрестное произведение. В случае переключателя скорости магнитное поле всегда находится под углом 90 градусов к скорости, а сила упрощается до в направлении, описываемом перекрестным произведением.

Установив две силы равной величине в противоположных направлениях, можно показать, что . Это означает, что любая комбинация электрических () и магнитный () поля позволят заряженным частицам иметь только скорость через.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б Х. Х. Роуз (2008). «Оптика высокопроизводительных электронных микроскопов». Наука и технология современных материалов. 9 (1): 014107. Bibcode:2008STAdM ... 9a4107R. Дои:10.1088/0031-8949/9/1/014107. ЧВК 5099802. PMID 27877933.
  2. ^ а б Галейс, А. (1978). «Фокусирующие и диспергирующие свойства стигматического анализатора энергии со скрещенными полями» (PDF). Журнал вакуумной науки и техники. 15 (3): 865–867. Bibcode:1978JVST ... 15..865G. Дои:10.1116/1.569615.
  3. ^ Вена, W. (1898). "Untersuchungen über die electrische Entladung in verdünnten Gasen" (PDF). Annalen der Physik. 301 (6): 440–452. Bibcode:1898AnP ... 301..440Вт. Дои:10.1002 / andp.18983010618.
  4. ^ Вена, Карл (1999). "100 лет ионным пучкам: лучи канала Вилли Вина" (PDF). Бразильский журнал физики. 29 (3): 401–414. Bibcode:1999BrJPh..29..401W. Дои:10.1590 / S0103-97331999000300002.