اجسام معمولی هنگام برخورد با یک دیگر گرم می‌شوند و گاهی گرمای تولید شده به قدری است که به آسانی می‌توان آن را حس نمود. الکترونها نیز هنگام برخورد با مواد ، گرما تولید می کنند. و انرژی جنبشی آنها در هنگام تبدیل به انرژی گرمایی شده و دمای جسم افزایش می‌یابد برای آنکه این انرژی سبب ذوب یا تبخیر مواد شود، الکترونها باید انرژی لازم برای این کار را داشته باشند. در اینجا درباره چگونگی تولید الکترونها ، افزایش انرژی آنها ، نحوه حرکت و چگونگی متمرکز ساختن آنها بر روی ماده مورد نظر ، ضمن تشریح اجزای تفنگ الکترونی بحث می‌شود.
ساختمان تفنگ الکترونی
یک تفنگ الکترونی از یک چشمه تولید الکترون ، یک میدان الکتریکی مناسب و بوته نگهداری ماده تبخیر شونده تشکیل شده است. چشمه تولید الکترون ، یک سیم داغ از جنس تنگستن می‌باشد. فلزات بر اثر گرم شدن از خود ، الکترون آزاد می‌کنند. اثر ادیسون و میزان الکترونهای تولید شده از رابطه ریچاردسون داشمن بدست می‌آید:
I= C A T2 e-φ/KT
در این معادله عدد ثابتی است که بستگی به فلز دارد، A مساحت کل سطح بیرونی سیم است. T دمای سیم ، φ تابع کار (مقدار انرژی لازم برای جدا شدن سست‌ترین الکترون از سطح فلز) و K ثابت بولتزمن ، برابر 1.38x10-23 می‌باشد.
مکانیزم تفنگ الکترونی
وقتی از یک سیم تنگستن جریان چند آمپری عبور می‌کند، سیم داغ شده و بنا بر آنچه بیان شد الکترونها آزاد می‌شوند و الکترونهای تولید شده در اطراف سیم سرگردان می‌مانند مگر بوسیله یک اختلاف پتانسیل چند هزار ولتی به آنها انرژی داده شود تا به سمت یک هدف معین (ماده تبخیر شونده) شتاب بگیرند. اگر این ولتاژ را V بنامیم انرژی هر الکترون eV داده خواهد بود که از نوع انرژی پتانسیل است و سبب حرکت آن به سمت آند شده و تبدیل به انرژی جنبشی می‌شود. هنگام برخورد با آند تبدیل به انرژی گرمایی می‌شود. حرکت این الکترونها به سمت آند ایجاد جریان الکتریکی می‌نماید که از معادله چاید لانلمیر بدست می‌آید:
I = PV1/2
P مقدار ثابتی است که بستگی به پارامترهای مختلف از جمله ابعاد ثابتی است که بستگی به پارامترهای مختلف از جمله ابعاد هندسی تفنگ الکترونی دارد. V همان ولتاژ آند است که در حدود چند هزار ولت می‌باشد. تفنگ الکترونی با توان بالا قابلیت تبخیر اجسام دیرگداز را دارد. تنگستن که در حدود 3400 ºC ذوب می‌شود بوسیله یک تفنگ الکترونی 2KW قابل تبخیر است.
شامل 3 صفحه word
دانلود مقاله تفنگ الکترونی