Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Häfte 22. 31 maj 1941 - Elektronen och elektrotekniken, av Hannes Alfvén
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Teknisk Tidskrift
detta någonsin blir möjligt. Med den stora betydelse
dessa fenomen nu ha fått är varje framsteg —
experimentellt eller teoretiskt — av stort intresse, vilket
också avspeglas i den växande litteraturen på detta
gebit. Jag tror nog man kan spå att detta inom
kort kommer att räknas till en av de viktigaste
delarna inom elektrotekniken.
Som kontrast till utvecklingen på
gasurladdningarnas område kan man nämna ett område där
utvecklingen huvudsakligen berott på att man medvetet
lärt sig behärska elektronernas rörelser. Jag tänker
på elektronoptiken. Visserligen har det
experimentella arbetet här varit av stor betydelse — kanske så
stor som teorierna haft för gasurladdningarna, men
inte större. Det är teoretiska beräkningar som visat
vägen.
Om man inom den vanliga optiken vill avbilda ett
föremål, kan man använda en lins som samlar de
ljusstrålar, som utgå från en punkt av föremålet, och
bryter samman dem till en bildpunkt. Hur linsen skall
slipas kan man beräkna om man känner lagarna för
ljusets gång. Om i stället för ljus elektroner utsändas
från ett föremål (som naturligtvis måste befinna sig
i vakuum) så kunna vi beräkna deras rörelse lika
exakt som vi kunna beräkna ljusets, eftersom vi
känna lagarna för elektronernas rörelse lika bra som
lagarna för ljusets. Liksom en lins avböjer en
ljusstråle, avböjes en elektronstråle av ett elektrostatiskt
eller magnetiskt fält, och man kan ge dessa fält en
sådan form att de påverka elektronstrålen precis
likadant som en lins påverkar en ljusstråle. Vi kunna
alltså ersätta ljuset med elektroner och linserna med
vad man kallar elektronlinser.
Det är detta som kallas elektronoptik, och den har
utvecklats så att den åtminstone i vissa avseenden
överträffar den vanliga optiken.
Elektronmikroskopet och bildtransformatorn är hittills de viktigaste
tekniska resultaten.
Till sist måste jag anföra det färskaste exemplet
på vilka framsteg som gjorts i konsten att behärska
elektronernas rörelser. Det är bara ett par månader
gammalt. Enligt en kortfattad not skall det ha
lyckats en amerikan Kerst, att åstadkomma en
"elektrontransformator".
Uppslaget är flera år gammalt och har diskuterats
och bearbetats på många håll. Det gäller en ny
metod att åstadkomma snabba elektroner, vilket ju
har en stor betydelse i många hänseenden. Det
vanliga sättet att accelerera elektroner är ju att
använda ett elektriskt fält. I ett urladdningsrör är den
maximala energi en elektron kan få, proportionell
mot spänningsskillnaden mellan elektroderna. Man
brukar ånge energien —- i elektronvolt — genom att
ånge spänningen. Vill man ge elektronerna en
mycket stor energi måste man alltså ha höga spänningar.
Dessa spänningar kan man åstadkomma genom att
likrikta och eventuellt samtidigt multiplicera en
högspänd växelström som man i sin tur fått genom att
transformera upp en lågspänd växelström.
Elektrontransformatorn innebär en genväg. Man
utgår fortfarande från en lågspänd växelström, som
man sänder genom primärlindningarna av en
transformator. Denna transformator har emellertid
sekundärlindningen ersatt med — en elektron. Detta är
kanske något paradoxalt uttryckt, men innebär
följande.
Om en elektron rör sig vinkelrätt mot kraftlinjerna
i ett homogent magnetfält, beskriver den en cirkel.
Om vi inte ha något elektriskt fält och magnetfältet
är konstant, blir elektronens hastighet också
konstant. Nu är det ju så att om det magnetiska flödet
genom en slinga •— som t. e. kan vara cirkulär —
ändras, så induceras en elektromotorisk kraft i
slingan. Om vi nu ersätta den cirkulära slingan med den
cirkel som vår elektron beskriver, så inser man lätt
att för varje varv elektronen tillryggalägger, ökas
dess energi med det antal elektronvolt, som svarar
mot den spänning som inducerades i slingan. Om
elektronen snurrar runt ett stort antal varv och det
magnetiska flödet genom cirkelns yta hela tiden
växer, får elektronen därför en stor energi. Den
strävar då att öka cirkelbanans radie, men om
magnetfältet vid cirkelns periferi samtidigt växer på
lämpligt sätt kan detta kompenseras.
Man kan lätt visa, att om elektronen hinner snurra
låt oss säga 100 000 varv under den tid som
magnetfältet växer från sitt minimivärde nära noll till sitt
maximivärde, så får den samma spänning som man
skulle fått i en sekundärlindning med 100 000 varv.
Man kan alltså säga att sekundärlindningen är ersatt
med en elektron som är "upplindad" kring det
magnetiska flödet.
Man måste säga att elektrontransformatorn utgör en
utomordentligt elegant lösning av problemet att
åstadkomma snabba elektroner. Men det är också
uppenbart vilka enorma svårigheter man möter vid
förverkligandet av idén. Först måste man
åstadkomma ett magnetfält, som dels håller elektronen i en
cirkel av riklig storlek och dels ger den
flödesändring, som skall ge accelerationen. Så måste man
vid rätt tid och på rätt plats föra in ett stort antal
elektroner, som skola accelereras och vidare — och
det är det allra svåraste — styra dem så att de kunna
löpa 100 000-tals varv utan att gå förlorade. Och så
till sist skall man utnyttja dem när de ha fått maximal
energi. •—■ En mycket svår uppgift, som många
misslyckats med.
Vår förmåga att hantera elektroner och få dem att
röra sig så som vi vilja har emellertid vuxit så
mycket att även så besvärliga problem numera kunna
bemästras, som ju visas av att ett första experiment
med elektrontransformatorn lyckats. Man har redan
nått energier på över 2 millioner voit, och jag tror
man kan vänta sig 10 eller kanske 100 gånger mera.
Det är mycket sannolikt att denna metod får en stor
betydelse och kanske är det signifikativt att
uppfinnaren så fort hans preliminära försök lyckats
flyttade över till ett stort industrilaboratorium.
Det här exemplet visar hur långt man kommit i
konsten att behärska elektronens rörelser.
31 maj 1941
249
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
