DE896231C

DE896231C - Arrangement for the inertia-free deflection of corpuscular rays

Info

Publication number: DE896231C
Application number: DEH2539D
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl-Phys Heinze
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1944-01-15
Filing date: 1944-01-15
Publication date: 1953-11-09

Description

Anordnung zur trägheitslosen Ablenkung von Korpuskularstrahlen Für die Ablenkung von Korpuskularstrahlen, z. B. Elektronenstrahlen in Kathodenstrahlröhren, fanden bisher verschiedene Anordnungen Verwendung. Es sind vorzugsweise zwei Arten der elektrischen Ablenkung zu unterscheiden: erstens die elektrostatische und zweitens die magnetische Ablenkung. Diese beiden Methoden sind in mannigfaltiger Weise variiert worden. So wurde z. B. bei der elektrostatischen Richtungsänderung den Ablenkelektroden eine gekrümmte Form dergestalt gegeben, daß sich der Plattenabstand in Richtung der fliegenden Elektronen vergrößert. Dadurch wird eine Vergrößerung der Ablenkempfindlichkeit erreicht.Arrangement for the inertia-free deflection of corpuscular rays For the deflection of corpuscular rays, e.g. B. Electron beams in cathode ray tubes, various arrangements have been used so far. They are preferably of two types distinguish between electrical deflection: first, electrostatic and second the magnetic deflection. These two methods are varied in many ways been. So was z. B. in the electrostatic change of direction the deflection electrodes given a curved shape such that the plate spacing in the direction of the flying electrons enlarged. This increases the deflection sensitivity achieved.

In der Anordnung soll eine höhere Ablenkempfindlichkeit von Korpuskularstrahlen als mit jeder der erwähnten bekannten Anordnungen erfindungsgemäß dadurch erzielt werden, daß der Bahn der Korpuskularstrahlen mit konstanter Geschwindigkeit durch ein oder mehrere elektrostatische Felder, gegebenenfalls in Kombination mit einem magnetischen Feld, die Form einer bereits im Ruhezustand der Ablenkung gekrümmten Bahn, z. B. einer Zykloide, gegeben wird, derart, daß jedes-Ladungsteilchen dieses Strahles am Ende des Feldes in der Weise tangential zu seiner augenblicklichen Flugrichtung weiterfliegt, daß eine geringe Variation der den Ruhefeldern zu überlagernden Ablenkfelder eine große Änderung des tangentialen Winkels zur Folge hat.The arrangement is intended to increase the deflection sensitivity of corpuscular beams than achieved with any of the mentioned known arrangements according to the invention that the path of the corpuscular rays through at constant speed one or more electrostatic fields, optionally in combination with one magnetic field, the shape of a curved one already in the resting state of deflection Train, e.g. B. a cycloid, is given, such that each charged particle this Ray at the end of the field in such a way tangential to its current direction of flight further flies that a slight variation of the fields of rest to be superimposed on the deflection fields results in a large change in the tangential angle.

Wie aus Abb. r ersichtlich, wird gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ein durch die senkrecht zur Zeichenebene stehenden Platten P1, P2 erzeugtes elektrisches Feld von einem magnetischen Feld. gekreuzt, das durch' den Kreis M angedeutet wird. Dieses'Feld verleiht den Bahnen der Elektronen in bekannter Weise gekrümmte Formen. Überlagern sich z. B. die beiden Felder senkrecht und genau an demselben Ort, so nehmen die Elektronenbahnen die Form von Zykloiden an, deren Krümmung sradius durch die Beziehung dargestellt wird, worin v die Anfangsgeschwindigkeit der Elektronen, H die elektrische, B die magnetische Feldstärke und die spezifische Ladung der Elektronen bedeutet.As can be seen from Fig. R, according to an embodiment of the invention, an electric field generated by the plates P1, P2 standing perpendicular to the plane of the drawing is generated by a magnetic field. crossed, which is indicated by 'the circle M. This field gives the orbits of the electrons curved shapes in a known manner. Overlap z. If, for example, the two fields are perpendicular and exactly at the same place, the electron orbits take the form of cycloids, the curvature of which is sradius due to the relation where v is the initial velocity of the electrons, H is the electrical, B is the magnetic field strength and means the specific charge of the electrons.

Mit - wird der Radius des Leitkreises bezeichnet, der geometrisch gesehen auf der Leitlinie l abrollt und die Zykloidenbewegung durch die Verlängerung von y auf Q hervorruft.With - the radius of the guide circle is designated, which, viewed geometrically, rolls on the guide line l and causes the cycloid movement by extending y to Q.

Am Ende des Feldes fliegen die Elektronen unter dem tangentialen Winkel ihres augenblicklichen Bahnpunktes weiter. Wird vorzugsweise der Zykloidenteil, der die größte Krümmung aufweist; an das Ende des Feldes gelegt (dies läßt sich durch Veränderung des elektrischen oder magnetischen Ruhefeldes erreichen), so rufen kleine Variationen der zu messenden Spannungen an den Ablenkplatten oder der zu messenden Ströme der Ablenkspule, die der Ruhespannung bzw. dem Ruhestrom überlagert sind, große Unterschiede des tangentialen Winkels, unter dem die Elektronen weiterfliegen, hervor. Die Eindeutigkeit dieser verfeinerten Ablenkung ist bei konstanter Anfangsgeschwindigkeit der Elektronen gewährleistet. Es ist zweckmäßig, dafür Sorge zu tragen, daß das Verhältnis nahezu den Wert der Eintrittsgeschwindigkeit der Elektronen in das Feld annimmt, damit die Änderung von O und damit die Änderung des tangentialen Winkels, unter dem die Elektronen dieses Feld verlassen, möglichst groß wird. Die dadurch hervorgerufene Geschwindigkeits-und Energieminderung der Kathodenstrahlen läßt sich durch eine folgende Nachbeschleunigung ausgleichen.At the end of the field, the electrons fly on at the tangential angle of their current point of orbit. Preferably, when the cycloidal part having the greatest curvature; placed at the end of the field (this can be achieved by changing the electrical or magnetic rest field), small variations in the voltages to be measured on the deflection plates or in the currents to be measured in the deflection coil, which are superimposed on the open-circuit voltage or the closed-circuit current, cause large ones Differences in the tangential angle at which the electrons continue to fly emerge. The uniqueness of this refined deflection is guaranteed with a constant initial speed of the electrons. It is useful to ensure that the relationship almost assumes the value of the entry speed of the electrons into the field, so that the change in O and thus the change in the tangential angle at which the electrons leave this field is as large as possible. The resulting reduction in speed and energy of the cathode rays can be compensated for by a subsequent post-acceleration.

In Abb. 2 sei diese Ablenkungsmethode in einer Kathodenstrahlröhre als Beispiel angegeben. Auf die Kathode r mit dem .Wehneltzylinder 2 folgt ein Fokussierungssystem 3. Das elektrische Feld q. wird durch die es erzeugenden Ablenkelektroden 4" und 45 veranschaulicht. Das magnetische Feld, das senkrecht zur Zeichenebene steht, wird durch einen Kreis 5 angedeutet. Zur Nachbeschleunigung dient ein Metallbelag 6 auf der Innenwand der Röhre. Am Ende des Rohres wird als Indikator ein Leuchtschirm 7 angebracht.In Fig. 2 this method of deflection is assumed in a cathode ray tube given as an example. A focusing system follows the cathode r with the .Wehnelt cylinder 2 3. The electric field q. is generated by the deflection electrodes 4 ″ and 45 illustrates. The magnetic field that is perpendicular to the plane of the drawing, is indicated by a circle 5. A metal covering is used for post-acceleration 6 on the inside wall of the tube. At the end of the tube there is a fluorescent screen as an indicator 7 attached.

Die beschriebene Anordnung kann zur weiteren Steigerung der Ablenkempfindlichkeit mit an sich bekannten Anordnungen zur Lösung dieser Aufgabe kombiniert werden. Zum Beispiel können die das elektrische Feld erzeugenden Platten in der eingangs erwähnten Weise gekrümmt ausgebildet sein.The arrangement described can be used to further increase the deflection sensitivity can be combined with arrangements known per se to solve this problem. To the Example, the plates generating the electric field in the aforementioned Way curved.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement for the inertia-free deflection of corpuscular rays, z. B. electron beams in Braun tubes, characterized in that the web of the corpuscular rays with constant velocity by one or more electrostatic ones Fields, possibly in combination with a magnetic field, take the form of a already in the resting state of the deflection curved path, z. B. a 'cycloid, given is in such a way that each charged particle of this beam at the end of the field in the Way tangential to a momentary flight direction flies that a small one Variation of the deflection fields to be superimposed on the rest fields a major change of the tangential angle.

2. Arrangement according to claim i, characterized in that; that by dimensioning the rest field or fields the sensitivity of the deflection is set to a maximum, d. H. that part of the web that is at rest has the greatest curvature, lies at the end of the deflection field.

3. Arrangement according to spoke i or 2, characterized in that when using electrostatic and magnetic fields, the ratio of electrical to magnetic field strength is almost equal to the value of the entry speed of the electrons. q .. Arrangement according to claim i, ?, or 3, characterized by a compensation of the energy reduction of the cathode rays by a post-acceleration acting after leaving the deflection field.