приема телевизионных изображений. В последующие годы им было осуществлено практическое применение своей идеи - телевизионная передача.

Работы известных ученых Г. Герца, А. Столетова, А. Эйнштейна по исследованию внешнего фотоэффекта положили начало развитию фотоэлектронных приборов. Теория внешнего фотоэффекта была развита советскими физиками П. И. Лукерским, И. С. Хлебниковым, П. В. Тимофеевым и др. В 1934 г. Л. А. Кубецким был разработан первый в мире фотоэлектронный умножитель, который находлт широкое применение и в настоящее время.

К 30-м годам относятся работы по созданию телевизионных передающих трубок. Большой вклад в разработку этих приборов внесли Л. А. Чернышев, А. П. Константинов, С. И. Катаев, П. В. Шмаков, П. В. Тимофеев, Г. В. Брауде.

С 1960 г. начались разработки и серийное производство индикаторных ионных приборов. Значительный вклад в разработку теории и создание новых ионных приборов внесли И. Л. Каганов, Г. Е. Макар-Лиманов, А. Б. Покрьшайло и другие советские ученые.

В настоящее время электронная промышленность является одной из наиболее быстро развивающихся областей науки и техники. Достижения электронной промышленности оказьшают большое влияние на технический прогресс в народном хозяйстве нашей страны.

Частьпервая

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕОРИИ -

Глава первая

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРОНАХ 1.1. ЭЛЕКТРОНЫ В АТОМЕ

Для понимания физических явлений, происходящих в рабочем пространстве электронного прибора, необходимо иметь представления об электронной теории строения вещества, физике твердого тела, природе и механизмах излучения и поглощения света. Часть этих вопросов рассматривается в курсе общей физики, поэтому в данной главе мы остановимся только на тех положениях, которые представляются существенными с точки зрения изучения электровакуумных приборов.

Для понимания принщ1па действия этих приборов необходимо знать, за счет чего генерируются электроны, используемые в качестве носителей тока в приборах, как получить поток свободных электронов и как управлять этим потоком. Эти теоретические вопросы рассматриваются в гл. 1-4.

Ввиду специфики ионных приборов элементарные процессы взаимодействия между частицами в разряде, основные эмиссии в условиях газового разряда и закономерности движения заряженных частиц в газе рассматриваются в гл. 25.

По современным представлениям атом любого химического элемента состоит из положительно заряженного ядра и окружающих его отрицательно заряженных электронов. Электрон является стабильной элементарной частицей материи с отрицательным зарядом, равным е = = 1,602 10" Кл. Масса покоя электрона равна гпе =9,1 • 10" кг. Отношение заряда электрона к его массе (удельный заряд) е/т = = 1,759 • 10 Кл/кг, что определяет высокую подвижность электрона. Именно этим свойством объясняется безьшерционность электровакуумных приборов.

Заряд электрона всегда остается неизменным. Масса электрона, движущегося со скоростью V, изменяется по закону

т=те/у/1- (v/cy, (1-1)

где с - скорость света.

Теоретически при скорости движения электрона, равной скорости света с = 3 • 10 м/с, масса электрона должна стать бесконечно большой. В большинстве электровакуумных приборов скорость электронов не превышает 0,1 с. При этом условии можно считать массу электрона постоянной,равной Ше

Ядро атома состоит из протонов и нейтронов (в ядерной физике они носят единое название - нуклонов), удерживаемых мощными ядерными силами. Протон обладает положительным зарядом, равным по абсолютному значению заряду электрона, и массой и 1836 раз больше массы электрона Нейтрон представляет собой нейтральную элементарную частицу (заряд равен нулю) с массой в 1839 раз больше массы электрона. Практически вся масса атома сосредоточена в его ядре, радиус которого около 1CГ-1CГ см. Ядро окружено облаком электронов, образующих электронные оболочки атома. Размеры атома определяются размерами его электронной оболочки и составляют 1СГ см, т. е. во много раз превышают размеры ядра.

В обьмных условиях атомы электрически нейтральны: число электронов оболочки равно числу протонов в ядре. При определенных условиях атом может отдавать или присоединять дополнительные электроны, нейтральность атома при этом нарушается, а атом превращается в положительный или отрицательный ион.

Химическая природа атома однозначно определяется числом протонов в ядре Z. Это число Z, называемое атомным номером, равно порядковому номеру элемента в периодической системе Д. И. Менделеева.

Электроны внешней оболочки атома называются валентными. Они определяют химическую активность вещества, его электропроводность, некоторые другие свойства.

Электроны, освободившиеся от внутриатомных связей и беспорядочно передвигающиеся в междуатомном пространстве, называются свободными. При наличии внешнего электрического поля движение свободных электронов становится упорядоченным, направленным - возникает электрический ток.

Электроны, расположенные в области действия электрических полей, связывающих его с атомами или системой атомов, называются связанными. Такие электроны в обычных условиях перемещаться не могут. От количества свободных электронов зависит электропроводность вещества.

Рассмотренная выше планетарная модель атома, предложенная английским физиком Резерфордом, не способна была объяснить явления существования спектральных линий атомов и устойчивость самого атома.

Действительно, электрон, двигаясь с ускорением под действием электростатического притяжения к ядру, должен по законам классической электродинамики непрерывно излучать электромагнитные волны и вследствие этого терять свою энергию. Радиус его орбиты должен непрерывно уменьшаться и в течение короткого времени электрон должен был бы упасть на ядро.

На самом деле практика показывает, что атомы устойчивы и их наблюдаемый оптический спектр не непрерывен, а состоит из закономерно чередующихся узких линий, которым соответствуют определенные частоты, характерные для данного химического элемента.