Пэннинг тұзағы

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 7 бет
Таңдаулыға:

Дәріс № 7. Пэннинг тұзағы. Пэннинг тұзағы қалай жүзеге асырылады? Пэннинг тұзағының арнайы өлшемі. Қозғалыс модалары: тербеліс жиілігі, циклотрон жиілігі, магнетрон жиілігі бар айналмалы қозғалыс. Тұзақтағы иондардың біріккен қозғалысы.

Пэннинг тұзағы қалай жүзеге асырылады?

Қазіргі таңда массаны анықтауда жақсы бақыланушы электромагнит өрістерін пайдалану арқылы иондарды үш өлшемде шектейтін құрылғылардың нəтижелері дəл. Анық өлшемдер бойынша массасы тұрақты емес ядро үшін дəлдігі жəне тұрақты ядролар үшін одан да дəл шамалары анықталған. Иондарды бақылау уақытынан нəтижелердің дəлдігі тек радиоизотоптардың өмір сүру уақытымен шектелген, яғни белгілі бір иондармен тəжірибе қоюға болады жəне иондар нақты жағдайда сақталына алады.
Иондар ақпаратты сақтаушы құрылғылардың негізгі екі түрі бар: иондық тұзақтар, мұнда конфайнментті жүзеге асыру үшін магнит жəне электр өрістерінің қиыстыруы қолданылады жəне жинақтаушы сақина, мұнда дипольді магнит жəне квадрупольді магнит линзаларды қиыстыруы қолданылады. Иондық тұзақтар өлшемдері шамамен, см болатын үлкен емес құрылғылар, ол жинақтаушы сақиналардың өлшемі бірнеше метрге дейін жетеді. Қазіргі кезде тұрақты емес ядролар массасын иондық тұзақ əдісімен өлшеу жинақтаушы сақина ларға қарағанда, бірнеше рет дəлірек болғандықтан, иондық тұзақты ғана жəне оның қолданыстағы жалғыз түрі - Пэннинг тұзағын қарастырамыз. Онда конфайнментте сақтау үшін біртекті маг нит өрісі мен квадрупольді электр өрісін қолданады. Дəл сондай мақсатта Пол тұзағы радиожиілікті квадрупольді электр өрісін қоданады. Кеңістік конфайнментін алу үшін барлық үш өлшемде де мини мум потенциал қажет жəне конфайнмент центрі айналасында жай гармоникалық тербелістегі конфаймент бөлшектері ең жақсы үйлесім болып табылады.

Франс Мишель Пеннинг
(12 сентября 1894ж -
6 декабря 1953ж)
Франс Мишель Пеннинг (1894 ж.12 қыркүйек - 1953 ж. 6 желтоқсан) - голландиялық эксперименталды физик. Ол 1923-да Лейден университетінің философия докторы дәрежесін алды және екінші дүниежүзілік соғыс кезінде жаңа электронды құбырларды жасау арқылы Эйндховендегі Philips Laboratory-да төмен қысымды газ шығарындыларын зерттеді.
Газ ионизациясына қатысты көптеген егжей-тегжейлі бақылаулар әріптестерімен бірге гелий мен магнит өрістеріне белгілі нәтижелер тапты. Ол Таунсенд коэффициенттерін және катод кернеуінің төмендеуін дәл өлшеді.
Композиция тұзағы зарядталған бөлшектерді магниттік және электр өрістерімен сақтайды. Мұны алғашқы тұзақты салған Ханс Георгий Демел жазған. Дехмелт магнит өрісіндегі разрядты түтік арқылы өтетін ток қысымға пропорционал болатын жерде құрылған вакуумдық шарадан шабыт алды. Композиттік тұзақтар қазіргі уақытта магниттік өлшеу үшін қолданылады және белсенді зерттеу тақырыбы болып табылады.

Ханс Джордж Де́мельт
(9 сентября 1922 ж -
7 марта 2017 ж)

Тұзақ алғашқы жұмыс моделін құрған Ханс Георгий Демел ф.м. Пеннингтің (1894-1953) есімімен аталған. Демет Пеннинг идеясын вакуумметрде жүзеге асырды, онда магнит өрісінің қатысуымен газ шығаратын шам арқылы өтетін ток қысымға пропорционал болды. Х. Демельттің өмірбаянынан:
"Мен магнетрон мен Пеннинг разрядтаушысының геометриясына назар аудара бастадым, ол Пеннинг иондық түтігінде жүзеге асырыла отырып, Геттинген мен Дюкке барған кезде назарымды аударды. Олардың 1955 жылғы циклотрондық резонанс пен вакуумдағы фотоэлектрондардың мінез-құлқына арналған жұмысында Франкен мен Либс кездейсоқ электронды ұстап қалудан туындаған жиіліктің жалған жылжуы туралы хабарлады. Олардың талдауы мені таза квадрупольдің электр өрісінде ығысу тұзақтың ішіндегі электронның жағдайына байланысты болмауы керек екенін түсінуге әкелді. Бұл мен қолданғым келетін көптеген басқа тұзақтардың маңызды артықшылығы. Осы типтегі магнетронды тұзақ Дж.К. кітабында қысқаша сипатталған. 1949 жылы жарық көрген Р.Пирс және мен оның ішіндегі электронның осьтік, магнетронды және циклотронды тербелістерінің қарапайым сипаттамасын жасадым. Біздің факультеттің әйнек шебері Джейк Джонсонның көмегімен мен 1959 жылы алғашқы жоғары вакуумдық магнетронды тұзақ салдым және көп ұзамай электрондарды шамамен 10 секунд ұстап тұра алдым, сонымен қатар осьтік, магнетронды және циклотронды резонанстарды анықтай алдым." -- Х. Демельт

Ханс Джордж Демет Берлинде өсті. Университетте (Abitur) оқуға түсу емтиханынан кейін 1940 жылы ӘШҚҚ бөлімінде әскерге қызмет етуге кетті. Сталинград шайқасына қатысып, Германияға оралып, әскери бағдарлама аясында Бреслау университетінде физиканы оқыды. 1944 жылы Батыс майданына жіберілді, онда Арден шайқасы кезінде американдықтарға тұтқынға түсті. 1946 жылы босатылғаннан кейін Геттинген университетінде, оның ішінде Рихард Беккер (нем.)орыс., Ханс Копферман (нем.)орыс., Вернер Гейзенберг, Макс фон лау, Вольфганг Пол және Макс Планк. Жерлеу кезінде Планк табытының бірі болды. 1948 жылы томсондық масс-спектрометр тақырыбы бойынша диплом алды. 1950 жылы диссертация қорғады, содан кейін АҚШ-қа постдок орнына шақырылды. 1952 жылы Сиэтлдегі Вашингтон университетіне ауысып, 1955 жылы профессордың ассистенті, 1958 жылы профессордың орынбасары және 1961 жылы профессор болды. 2002 жылы зейнетке шықты.
Демелт Ирмгард Лассовқа үйленді. Олардың Герд атты ұлы болды. Әйелі қайтыс болғаннан кейін Диана Дундорға екінші рет үйленді. 1961 жылы Америка азаматтығын алды.
2017 жылы 7 наурызда Сиэттлде қайтыс болды

Пэннинг тұзағының арнайы өлшемі.

Енді Пэннинг тұзағы қалай жүзеге асырылатынын қарастырайық. Массасы , заряды бөлшегі жылдамдығы мен Z бағытындағы біртекті магнит өрісінде қозғалсын. Демек, бірнеше Лоренц күші əсер етеді, жəне ол:
(1.1)

мұндағы, жиілігімен тербеледі, оны циклотрон тербелісі деп атайды. Бөлшектердің магнит өрісі күш сызықтарында шеңбер бойымен қозғалысы оларды радиалды кеңістікте шектейді, алайда, күш сызықтарының спираль бойымен шығып кетуіне кедергі бола алмайды.
Бұл жағдайды болдырмау үшін əлсіз аксиалды симметриялы қалпына келтіруші электростатикалық потенциал магнит өрісінің күш сызықтар бойымен таралады. Бұл центрде асу нүктесі, яғни үш өлшемді конфайнменттің пайда болуы үшін қажет. Бұл потенциал оң зарядталған иондар үшін магнит өрісі бойымен минимум потециал болғандығын керек етеді жəне бұл шартты қанағаттандыратын ең аз потенциал - квадрупольді потенциал. Пэннинг тұзағында бұл гипербола пішінді үш электродтармен жүзеге асады: екі ойыс қақпа оң потенциал астында жəне олардың арасында төмен потенциалды сақина электрод бар. Бұл 2.2-суретіндекөрсетілген.

Пеннинг тұзағы квадруполь иондық тұзақ квадруполь массалық анализаторы.

Қозғалыс модалары: тербеліс жиілігі, циклотрон жиілігі, ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.