books electronic cannon

يتكون المدفع الإلكتروني في راسمة الذبذبات من مهبط يتم تسخينه بطريقة غير مباشرة، وشبكة تحكم تحيط بالمهبط، ومصعد تركيز، ومصعد تسريع. والوظيفة الفريدة لمكونات المدفع الإلكتروني هي إعطاء شعاع لإلكتروني مركز، والذي يتم تسريعه إلى الشاشة الفسفورية.

والمهبط (الكاثود) هو أسطوانة من النيكل مغطاة بغطاء مؤكسد. وينبعث منها العديد من الإلكترونيات عند التسخين. والسطح الباعث من الكاثود يجب أن يكون صغيراً قدر الإمكان، نظرياً نقطة، ومعدل الانبعاصات الإلكترونية (كثافة الشعاع الإلكتروني) تعتمد على تيار الكاثود، والذي يمكن التحكم فيه بشبكة التحكم مثل الصمامات المفرغة التقليدية.

وشبكة التحكم هي أسطوانة معدنية مغطاة في أحد أطرافها مع وجود ثقب صغير في الغطاء. ويكون جهد الشبكة سالب متغير (ve-)، وبالنسبة للمهبط وظيفتها تغيير الانبعاث الإلكتروني بحيث يتألق في نقطة تقابله مع الشاشة ووظيفة الثقب الصغير في الشبكة هو أن تمر الإلكترونات من خلاله ويتم تركيز الشعاع على طول محور الأنبوبة (الصمام)، ويخرج الشعاع من الثقب ويدخل مصعد ما قبل التسريع. والذي يأخذ شكل الأسطوانة المجوفة وجهد ذو مئات من الفولتات. ويكون موجباً(ve+) أكثر من الكاثود لكي يسرع الشعاع الإلكتروني في المجال الكهربائي. وسوف يتبعثر الشعاع الإلكتروني الآن بسبب اختلاف الطاقة ويعطي نقطة مضيئة ضعيفة وعريضة. ويتم تركيز هذا الشعاع على الشاشة بواسطة عدسات الكترواستاتيكية تتكون من اثنين أو أكثر من المصاعد الأسطوانية تسمى مصاعد التركيز. ومصعد التسريع منفصل عن مصعد ما قبل التسريع.

ومصاعد التركيز والتسريع يمكن أن تكون مفتوحة أو مغلقة في كلا الجانبين، وإذا تم تغطيتها فيجب أن يكون بها ثقوب في غطاء المصعد لتمر منها الإلكترونات ووظيفة هذه المصاعد هو التركيز والتوضيح للشعاع على الشاشة وأن تعجل من سرعة الإلكترونات، ويوجد فرق جهد بين هذين الإلكترودين حتى يتولد مجال كهربائي بينهما. وانتشار المجال الكهربائي يكون بسبب التنافر بين الخطزط الكهربائية فإذا رسمنا الخطوط متساوية الجهد، فإننا نجدها تنتفخ في منتصف المصعدين. وتتكون العدسات الالكترواستاتيكية من ثلاثة مصاعد.

وكما نعرف أن الإلكترونات تتحرك في الإتجاه المعاكس لخطوط المجال الكهربائي وأن الأسطح المتساوية الجهد هي عمودية على خطوط المجال الكهربائي. وبالتالي فإن القوة المؤثرة على الإلكترون ستكون في اتجاه عمودي على السطح المتساوي الجهد. فتدخل الإلكترونات عند خط المنتصف للمصعدين لا تعاني من أي قوة، ولكن الإلكترونات البعيدة عن خط المنتصف تعاني قوة عمودية على اتجاه السطح المتساوي الجهد وتنحرف. وكما هو موضح في الشكل فالسطح المتساوي الجهد فيه إلكترون سرعته V₁ وبزاوية يدخل عمودي على السطح المتساوي الجهد ويعاني قوة في اتجاه عمودي على السطح وبالتالي فإن السرعة تزيد إلى V₂. والقوة الواقعة على الإلكترون تكون في اتجاه عمودي على السطح وبالتالي فإن المركبة العمودية لسرعة الإلكترون (V_1N)، أما المركبة المماسة للسرعة (V_1T) تبقى كما هي.

ومن الشكل :

ولكن :

إذن :

أو أن :

ومن المعادلة السابقة من لواضح أن السطح المتساوي الجهد يعمل كعدسة مقعرة في البصريات. ولذلك يسمى نظام التوضيح والتركيز بالعدسات الكهرواستاتيكية.

وبسبب وضع المصعد المتوسط عند جهد منخفض، يمر الشعاع الإلكتروني القادم من الكاثود خلال العدسة المقعرة الكهرواستاتيكية الأولى ويميل إلى أن يصبح محاذياً لمحور CRT، وعندما يدخل إلى العدسة الكهرواستاتيكية الثانية تُشكل بين المصعدين المختلفي الجهود فإنها توضح وتركز على الشاشة الفسفورية. والبعد البؤري للعدسات الكهرواستاتيكية يمكن ضبطه وذلك بضبط جهد الأنود المتوسط بالنسبة للأنودين الآخرين وبالتالي يتم التوضيح والتركيز للشعاع الإلكتروني على الشاشة تماماً.