磁透镜查看源代码讨论查看历史

来自 搜狐网 的图片

磁透镜是中国的一个科技名词。

为什么汉字是方块字，这个问题虽然没有明确的考证，但从古人观察世界的方式中便可窥见一斑。《淮南子·览冥训》说：“往古之时，四极废，九州裂。天不兼覆，地不周载，火炎炎而不灭，水浩洋而不息，猛兽……于是女娲炼五色石以补苍天，断鳌足以立四极。”在古人心目中，“天圆地方”，地是方形的，而且在这四方形地的尽头，还有撑着的柱子。

名词解释

磁聚焦现象一般都是利用载流螺线管中激发的磁场来实现的。在实际应用中，大多用载流的短线圈所激发的非均匀磁场来实现磁聚焦作用。由于这种线圈的作用与光学中的透镜作用相似，故称磁透镜。在显像管、电子显微镜和真空器件中，常用磁透镜来聚焦电子束。

原理

如果一个带电粒子进入匀强磁场时，其速度v的方向与磁感强度B的方向成任意角度θ，则可将v分解成平行于B和垂直于B的两个分量V∥和V⊥。因磁场的作用，垂直于B的速度分量V⊥虽不改变大小，却不断改变方向。在垂直于B的平面内作匀速圆周运动。平行于B的速度分量V∥不变，其运动是沿B方向的匀速直线运动。这两种运动的合成，为螺旋线运动。此带电粒子作螺旋运动时，螺旋线的半径(即电子在磁场中作圆运动的回旋半径)为：

r=mV⊥/qB=mVsinθ/(qB)

粒子每转一周前进的距离称为螺距，用符号表示，则：

h=V∥T=2πmVcosθ/(qB)

上式中的T是粒子转过一周所需的时间，称为回转周期。

在匀强磁场中某点A处有一束带电粒子，当带电粒子的速度v与B的夹角很小、各粒子速率v大致相同时，这些粒子具有相同的螺距。经一个回转周期后，他们各自经过不同的螺距轨道重新会聚到A'点。发散粒子依靠磁场作用会聚于一点的现象称为磁聚焦。它与光束经光学透镜聚焦相类似。实际应用中，更多利用它产生的非匀强磁场聚焦。短线圈的作用类似光学中的透镜，称为磁透镜。也可用于电子显微镜中。

螺线管

在物理学里，术语螺线管指的是多重卷绕的导线，卷绕内部可以是空心的，或者有一个金属芯。当有电流通过导线时，螺线管内部会产生均匀磁场。螺线管是很重要的元件·。很多物理实验的正确操作需要有均匀磁场。螺线管也可以用为电磁铁或电感器。

通电螺线管的极性跟电流方向间的关系，可以用右手螺旋定则来判断。就是用右手握住螺线管，让四根手指弯曲且跟螺线管中电流的方向一致，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。注意：右手螺旋定则中所说的“电流的方向”是指螺线管中“电流的环绕方向”，右手四根手指的弯曲方向应跟电流的环绕方向一致。

机电螺线管常见于电子弹珠台、点阵式打印机、燃料喷射装置等等。机电螺线管是由电磁感应线圈，卷绕于可移动的不锈钢或铁材质的电枢（armature）外面，所组成的机电原件。当感应线圈乘载电流时，会有磁场产生，感应线圈变成一个电磁铁，吸引或排斥电枢，造成电枢的移动。这机制所给出的机械力可以用来操控其它机械（像气控阀或液压阀）。机电螺线管给出的是近距离作用力；对于远距离，作用力会显得微弱。由于可以用控制电路直接控制，机电螺线管的反应时间非常快速。

比较

光学透镜成像时，物距L1、象距L2、焦距f三者之间满足右图1所示关系式：

由于光学透镜的焦距f是不能改变的，要满足成像条件，必须同时改变L1和L2。

与光学透镜相似，电磁透镜成像时也必须满足式。但磁透镜的焦距可以通过改变线圈中通过电流的大小来调节。采用磁透镜成像时，可以在固定L1的情况下，改变f和L2来满足成像条件；也可以保持L2不变，改变f和L1来满足成像条件。