WikiSysop: Zamjena teksta - '' u ''

2025-07-01T12:21:36Z

Zamjena teksta - '' u ''

←Starija inačica		Inačica od 1. srpanj 2025. u 12:21
Redak 1:		Redak 1:
	~~<!--'''Elektronska optika'''-->~~[[datoteka:Magnetic lens.jpg\|mini\|desno\|250px\|Magnetska leća.]]		[[datoteka:Magnetic lens.jpg\|mini\|desno\|250px\|Magnetska leća.]]

	[[datoteka:Elektronenmikroskop.jpg\|mini\|desno\|250px\|[[Elektronska mikroskopija]]: transmisijski [[elektronski mikroskop]].]]		[[datoteka:Elektronenmikroskop.jpg\|mini\|desno\|250px\|[[Elektronska mikroskopija]]: transmisijski [[elektronski mikroskop]].]]

WikiSysop: Bot: Automatski unos stranica

2021-10-28T07:46:15Z

Bot: Automatski unos stranica

Nova stranica

[[datoteka:Magnetic lens.jpg|mini|desno|250px|Magnetska leća.]]

[[datoteka:Elektronenmikroskop.jpg|mini|desno|250px|[[Elektronska mikroskopija]]: transmisijski [[elektronski mikroskop]].]]

[[datoteka:Action of the Lorentz force bending the path of an electron in a magnetic field.gif|mini|desno|250px|Put elektrona brzine ''v'' koji se kreće u magnetskom polju ''B''. Tamo gdje je točkasti krug ukazuje na magnetsko polje usmjereno prema nama, a krug s + označava magnetsko polje usmjereno od nas.]]

[[datoteka:PositronDiscovery.jpg|thumb|250px|Prva ikad napravljena slika [[pozitron]]a.]]

'''Elektronska optika''' je grana [[fizika|fizike]] koja se bavi upravljanjem snopom [[elektron]]a s pomoću [[električno polje|električnoga]] i [[magnetsko polje|magnetskoga polja]] te konstrukcijom [[elektronika|elektroničkih uređaja]] poput optičkih. Djelovanje tih polja na elektronski snop na maloj udaljenosti od njihovih [[os]]i slično je djelovanju [[Leća (optika)|optičkih leća]], [[zrcalo|zrcala]] i [[Prizma (optika)|prizmi]] na snop [[svjetlost]]i.

== Elektronska leća ==
'''Elektronska leća''' može biti ostvarena električnim poljem ('''elektrostatska leća''') ili magnetskim poljem ('''magnetska leća'''). Elektrostatska leća sastoji se od [[elektroda]] različita [[električni potencijal|električnoga potencijala]], među kojima se stvara [[električno polje]]. Magnetska leća najčešće sadrži [[električna zavojnica|električnu zavojnicu]] unutar metalnog omotača s procjepom, duž kojega nastaje [[magnetsko polje]]. Promjenom jakosti električnog, odnosno magnetskog polja moguće je mijenjati [[Žarišna duljina|žarišnu daljinu]] rotacijskosimetričnih elektronskih leća te njihov učinak na snop elektrona u rasponu od divergencijskog do konvergencijskoga. Žarišne daljine manje od 1 mm moguće je ostvariti jedino magnetskim lećama, pa one prevladavaju u pojedinim uređajima, na primjer u elektronskome mikroskopu.

=== Magnetska leća ===
'''Magnetska leća''' se sastoji od [[električna zavojnica|električne zavojnice]] sa stanovitim brojem zavoja kroz koje protječe električna struja određene jakosti. O dimenzijama ove zavojnice, njezinom obliku i broju zavoja ovisi [[žarišna duljina]]. Kroz zavojnicu prolazi snop divergentnih zraka iz izvora A. Elektroni će zbog djelovanja magnetskog polja na električni vodič opisivati zavojitu stazu koja će se savijati sve više prema osi magnetske leće. Zbog toga nastaje fokusiranje, pa se u točki B dobiva slika izvora A. Zbog toga nastaje fokusiranje, pa se u točki B dobiva slika izvora A. Odatle vidimo da i magnetska leća ima svojstva sabirne leće.

=== Elektronsko zrcalo ===
'''Elektronsko zrcalo''' je plošna elektroda negativnog potencijala, koja snop elektrona [[Refleksija|reflektira]] i pritom ga skuplja ili širi, što ovisi o zakrivljenosti njezina polja.

=== Elektronska prizma ===
'''Elektronska prizma''' stvara električno polje kojim se elektroni različitih brzina različito zakreću, što je analogno [[Disperzija (optika)|disperziji svjetlosti]] pri prolasku kroz [[Prizma (optika)|staklenu prizmu]]. <ref> '''elektronska optika''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=17654] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2017.</ref>

== Gibanje elektrona u magnetskom polju ==
Dok se [[električni naboj]]i ne kreću, na njih [[magnet]]i ne djeluju. No kad elektron projuri pored magneta, njegova staza se savija. Opaža se da magnet djeluje to jače što se elektron brže kreće. [[Sila]] je sukladna (proporcionalna) [[brzina|brzini]] elektrona. Ta sila vezana je najuže s [[elektricitet]]om, pa je prema tome sukladna i električnom naboju elektrona. Pored toga, razumije se, jači magnet djelovat će jače, slabiji - slabije. Kao i kod električnih pojava, tako ćemo i ovdje uzeti da u prostoru oko magneta postoji neko polje. To [[magnetsko polje]] označit ćemo sa ''H''. Sila magneta na elektron, prema tome, sukladna je umnošku magnetskog polja ''H'', električnom naboju ''e'' i brzini ''v'':

:<math> F = \mbox{konstanta} \cdot e \cdot v \cdot H </math>

[[Pokus]]ima se također opaža da sila ovisi i o tome u kojem smjeru elektron presijeca magnetsko polje. Ona je najveća kad brzina elektrona stoji okomito na magnetsko polje. Za magnetsko polje uzimamo istu dimenziju kao i za [[električno polje]]. Prema tome konstanta sukladnosti (proporcionalnosti) mora imati dimenziju ''v''<sup>-1</sup>:

:<math> F = \frac{1}{c} \cdot e \cdot v \cdot H </math>

Za konstantu sukladnosti stavljamo obrnutu vrijednost [[brzina svjetlosti|brzine svjetlosti]]. Time postižemo slaganje s magnetostatski određenim poljem iz [[Coulombov zakon|Coulombova zakona]].

Važno svojstvo sile magnetskog polja na elektron jest da djeluje uvijek okomito na smjer gibanja elektrona. Ona nastoji elektron zakrenuti. Sila stoji okomito na [[vektor]] brzine. Osim toga, sila stoji okomito i na smjer magnetskog polja. Magnetsko polje ima smjer od pozitivnog pola do negativnog, dakle, odozdo prema gore. Elektron se kreće slijeva nadesno. Sila na elektron ima tada smjer prema natrag. Sila koja djeluje uvijek okomito na smjer brzine svija stazu čestice u [[kružnica|kružnicu]]. Vidjeli smo da se [[planet]] vrti u kružnicu u kojoj sila ima smjer polumjera. Isto tako zadobiva elektron u magnetskom polju [[ubrzanje]] okomito na svoju brzinu. To ubrzanje jednako je ''v''<sup>2</sup>/''r''. [[Newtonov zakon gravitacije|Newtonov zakon]] za gibanje elektrona u konstantnom, [[Homogenost|homogenom]] magnetskom polju glasi:

:<math> \frac{m \cdot v^2}{2} = \frac{1}{c} \cdot e \cdot v \cdot H </math>

Odatle možemo proračunati [[Impuls sile|impuls]] ili brzinu elektrona u magnetskom polju ako je izmjeren polumjer i magnetsko polje.

:<math> m \cdot v = \frac{e}{c} \cdot r \cdot H </math>

:<math> r = \frac{c \cdot m \cdot v}{e \cdot H} </math>

Zadnja jednadžba nam omogućuje da mjereći [[polumjer]] kružnice odredimo brzinu elektrona. Polumjer kružnice je to veći ili zakrivljenost staze je manja, što elektron ima veću brzinu. Brzi elektroni ostavljaju gotovo pravocrtne staze, dok sasvim spori opisuju kružnice malog polumjera.

Smjer magnetske sile ovisi o predznaku električnog naboja. Kad se [[proton]] s istom brzinom, kao i elektron, kreće u magnetskom polju, tada na njega djeluje jednako jaka sila, ali suprotnog smjera. Savija li se staza elektrona prema gore, tada se protonova staza savija prema dolje. Važno je pri tom da sila magnetskog toka ne ovisi o masi električne čestice.

Istraživanje [[Kozmičke zrake|kozmičkih zraka]] u magnetskom polju [[Wilsonova komora|Wilsonove komore]] dovelo je i do nove [[Elementarna čestica|elementarne čestice]] - [[pozitron]]a. 1932. opazio je [[Carl David Anderson|C. D. Anderson]] u Wilsonovoj komori čestice koje su ostavljale jednake staze kao i elektroni. Morale su, dakle, imati istu [[masa|masu]]. Međutim, u magnetskom polju te su se čestice savijale u obratnom smjeru od elektrona. Anderson je odmah ispravno protumačio da se tu radi o novim, dotad nepoznatim česticama, koje imaju istu masu kao elektron, ali pozitivan električni naboj. Nove čestice dobile su po tome ime pozitron. Pozitroni imaju sva svojstva kao i elektron, samo suprotan jednako veliki električni naboj.

Silu magnetskog polja na brzi elektron možemo opisati vektorskim produktom. Kako smo vidjeli, sila stoji okomito na magnetsko polje i brzinu elektrona. Osim toga ta je sila najveća kad brzina elektrona okomito siječe magnetsko polje. Juri li naprotiv elektron paralelno sa smjerom magnetskog polja, na njega ne djeluje nikakva sila. Sila na elektron sukladna (proporcionalna) je umnošku:

:<math> F \approx v \cdot H \cdot \sin \phi </math>

gdje je: ''φ'' - [[kut]] između brzine ''v'' i magnetskog polja ''H''. No to je upravo iznos [[vektor]]skog umnoška ''v'' i ''H''. Magnetsku silu na elektron možemo, dakle, pisati u vektorskom obliku:

:<math> \vec{F}= \frac{e}{c} \cdot \vec{v} \times \vec{H}</math>

Ova jednadžba može nam poslužiti za određenje magnetskog polja. Prema novijim shvaćanjima nema neke magnetske "tvari", pa se magnetske sile ne mogu prikazati kao umnošci "magnetskih naboja" i magnetskih polja. No ipak nas to ne sprečava da uvedemo [[magnetsko polje]] s istom fizičkom dimenzijom kao [[električno polje]]. Ono što se neposredno može mjeriti jest električni naboj i brzina elektrona te sila na elektron. U pokusu vidimo da sila stoji okomito na brzinu. U kom smjeru treba sad povući magnetsko polje? Očito, iz jednoznačnosti izlazi smjer polja okomit na smjer brzine i sile. Vidimo da mjerenjem sile, električnog naboja i brzine čestice možemo u svakoj točki prostora utvrditi magnetsko polje prema zadnjoj jednadžbi.

Time što smo u zakonu sile za konstantu sukladnosti stavili ''e/c'', odredili smo i jedinicu magnetskog polja. Tako određena jedinica podudara se s onom što je dobivamo iz Coulombova zakona o sili između dva točkasta magnetska pola. I u znanosti o [[Magnetizam|magnetizmu]] možemo općenito silu prikazati kao umnožak "magnetskog naboja" i polja. Za jedinicu magnetskog polja uzimamo ono polje koje na jedinični magnetski naboj djeluje silom od jednog [[njutn]]a (N). Ova [[mjerna jedinica]] [[Magnetski tok|magnetskog toka]] zove se [[veber]] (W). <ref> [[Ivan Supek]]: "Nova fizika", Školska knjiga Zagreb, 1966.</ref>

== Izvori ==
{{izvori}}

[[Kategorija:Elektromagnetizam]]
[[Kategorija:Fizika elementarnih čestica]]

Elektronska optika - Povijest promjena

WikiSysop: Zamjena teksta - '' u ''

WikiSysop: Bot: Automatski unos stranica