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Procédé pour faire fonctionner un tube à décharges électriques.
La présente invention est relative à un procédé pour faire fonctionner des tubes à décharges électriques, dans lesquels les électrons émis par la cathode sont réunis en un faisceau passant à travers une région où il peut être dévié latéralement. Parmi les tubes de ce genre on peut citer non seulement les tubes de Braun mais aussi les tubes à dé- charges destinés à la production, l'amplification, etc. d'oscillations électriques.
Plus élevée est l'intensité du flux électronique dans les tubes de ce genre et plus long est le séjour des électrons dans la région.où ils sont exposés à l'action des moyens déviateurs, plus grandes sont la déviation et aussi la dispersion du faisceau due à la répulsion mutuelle des @
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électrons. On peut réduire cette dispersion en faisant converger les rayons cathodiques à l'endroit où ils entrent dans la région dans laquelle le faisceau doit être dévié, cette région étant appelée ci-après "région de déviation".
Le point du rayon central sur lequel sont dirigés les rayons convergents lorqu'ils entrent dans la région de déviation, est appelé ci-après tlpoint de direction", la distance qui sépare ce point de l'entrée de la région de déviation étant appelée "écartement du point de direction". Les rayons catho- diques dévient d'autant plus de la ligne droite passant par le point de direction que l'intensité du courant a une intensité plus élevée et que la vitesse des électrons est plus faible.
Le point du rayon central où le diamètre du faisceau de rayons cathodiques est minimum, est appelé "centre du faisceau", son écartement de l'entrée de la région de déviation étant appelé l'écartement du centrett. Pour une intensité très faible du courant le centre du faisceau s'approche du point de direction. Le point où le faisceau d'électrons frappe enfin un écran lumineux ou une ou plusieurs électrodes d'impact est appelé "point d'impact".
Conformément à l'invention, on peut réduire au minimum l'inconvénient de la dispersion en choisissant l'in- tensité du courant et la vitesse .des électrons de telle façon que pour un écartement du point de direction égal au moins à un quart de la longueur de la région de déviation, le centre du faisceau soit situé (dans la direction du flux d'électrons) au-delà du point de direction, c'est-à-dire au moins à moitié de la longueur de la région de déviation et au plus au point d'impact du faisceau.
Le choix judicieux de l'intensité du courant ou de la vitesse des électrons permet de donner au rapport @
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existant entre l'écartement du centre et l'écartement du point de direction une valeur aussi grande que possible et de limiter ainsi l'élargissement du faisceau qui résulte de la dispersion.
En outre, il est avantageux, plus particulièrement dans le cas où il est possible d'utiliser des moyens de contrage, do donner au faisceau une forme telle qu'il soit au moins à peu près symétrique par rapport au plan passant perpendiculairement au rayon central par le centre de la région de déviation.
L'invention sera mieux comprise en se référant au dessin annexé sur lequel:
La figure 1 montre le parcours des rayons tel que, conformément à l'invention, il doit être considéré comme particulièrement avantageux.
Les figures 2 à 5 montrent différentes trajectoires' d'électrons servant à faciliter l'explication du principe de l'invention.
Pour plus de clarté, la largeur du faisceau de rayons est exagérée sur toutes les figures. Il n'est pas nécessaire de s'étendre ici sur les moyens d'engendrer, de réunir en un faisceau ou de centrer les rayons cathodiques, parce que l'invention peut être exécutée à l'aide des dispositifs connus en soi.
La figure 1 montre schématiquement une cathode 1, par exemple une cathode à incandescence, émettant des électrons qui sont réunis en un faisceau par un dispositif de concentration 2 et sont accélérés dans le champ électrique existant entre la cathode et l'anode perforée 3. Le faisceau ayant passé à travers l'anode 3, entre dans la région de déviation située entre les 'plaques 4 et 5 où il est soumis à l'ef-
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fet d'un champ électrique transversal existant entre ces plaques par suite d'une différence de potentiel. Si cette différence de potentiel est égale à zéro, le faisceau n'est pas dévié et le rayon central reste situé par conséquent dans l'axe 6 du tube. La figure 1 montre ce cas.
Avant d'entrer dans la région de déviation, les électrons sont concentrés, sous l'effet du champ électrique directeur existant entre l'anode 3 et les bords des plaques 4 et 5 ou une électrode distincte,de telle façon qu'à l'instant où ils entrent dans la région de déviation, ils soient dirigés sur le point P de l'axe 6 du tube, ce point étant dénonuné "point de direction". La distance Q P qui sépare ce point de l'entrée de la région de déviation, est l'écartement du point de direction.
Par suite de l'effet de la charge d'espace (répulsion mutuelle des électrons), les rayons sont déviés de la droite passant par le point de direction P. Le point R de l'axe du tube où.le faisceau de rayons cathodiques est étranglé au maximum, est dénommé "centre du faisceautt. Conformément à l'invention, son écartement du point Q est plus grand que son écartement du point de direction P, le centre du faisceau étant situé au-delà du milieu de la région de déviation ou au moins au milieu de cette région.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, on choisit l'intensité du courant assez élevée, ou la vitesse des électrons assez faible pour que le rapport existant entre l'écartement du centre Q R et l'écartement du point de direction Q P soit aussi grand que possible. La figure 1 satisfait à cette condition, le rapport en question étant à peu près égal à deux. Dans ce cas, les électrons atteignent encore tout juste l'axe 6 pour s'en écarter ensuite. Lorsque l'intensité du courant augmente davantage ou la vitesse d'électrons diminue
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davantage, les rayons cathodiques, avant d'atteindre le rayon central, s'en écartent, l'écartement du centre se trouvant alors réduit.
Sur la Fig. 1, le centre R du faisceau est situé au milieu de la région de déviation. Les courbes 7 et 8 qui représentent les rayons extrêmes du faisceau de rayons cathodiques, sont symétriques par rapport au plan 9 passant perpendiculairement au rayon central par le milieu de la région de déviation. Lorsque le faisceau quitte cette région, il a une largeur exactement égale à celle à l'entrée dans cette région. La figure ne doit pas être considérée comme correspondant exactement à la réalité; ainsi, par exemple, la pénétration des champs électriques directeur et d'accélération dans la région de déviation est négligée.
Grâce à l'effet d'un champ électrique existant entre l'électrode de captation 10 et les bords des plaques 4 et 5 ou une électrode distincte, les rayons cathodiques sont concentrés de la manière connue sur la plaque 10. La forme des plaques 4 et 5 peut être adaptée à la surface du faisceau, ce qui permet de réduire leur écartement mutuel et, par conséquent, d'augmenter l'intensité du champ transversal. Dans ce cas, la sensibilité du tube se trouve augmentée mais on doit prendre garde à ce qu'en tout point l'écartement des plaques soit assez grand pour que le faisceau, dévié par un champ électrique entre les plaques, soit libre dans son mouvement sans que les rayons cathodiques frappent les plaques.
Les traits ponctués 11.et 12 indiquent une possibilité à cet égard.
Dans l'exemple montré sur la figure 2, le faisceau est, de même que l'exemple de la figure 1, symétrique par rapport au plan médian de sorte qu'également dans ce cas la largeur du faisceau au sortir de la région de déviation est
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sensiblement égale à celle qu'il a à l'entrée. Cependant, l'intensité de courant est plus faible ou la vitesse des électrons plus grande, l'écartement du point de direction étant, par conséquent plus grand que dans le premier exemple, de sorte que la sensibilité est plus faible.
Bien que dans l'exemple de la figure 3 où l'écarte- ment du point de direction est égal à celui de la Fig. 2 la sensibilité soit encore plus faible, le faisceau devient aussi étroit que possible en raison de la valeur maximum du rapport existant entre l'écartement du centre et l'écar- tement du point de direction.
La figure 4 donne un exemple dans lequel, tout en conservant le rapport maximum entre l'écartement du centre et l'écartement du point de direction, le centre est dépla- cé au point d'impact de sorte qu'on peut se passer de con- centrer les rayons cathodiques après qu'ils ont quitté la région de déviation. Cet avantage est accompagné, toutefois, de l'inconvénient d'une sensibilité plus faible que dans les cas envisagés ci-dessus.
Si le centre est déplacé davantage en arrière, comme le montre, par exemple,'la figure 5, les qualités du tube déclinent car, outre une diminution de la sensibilité, on obtient dans ce cas, malgré la réduction de la dispersion, une augmentation de la largeur du faisceau.