Венский фильтр

Не путать с фильтром Винера или мостом Вина .

Селектор скорости фильтра Вина

Фильтр Вина, также известный как селектор скорости, представляет собой устройство, состоящее из перпендикулярных электрических и магнитных полей, которое можно использовать в качестве фильтра скорости для заряженных частиц, например, в электронных микроскопах и спектрометрах. Он используется в масс-спектрометрии на ускорителях для отбора частиц по их скорости. Устройство состоит из ортогональных электрического и магнитного полей, поэтому частицы с правильной скоростью не будут затронуты, в то время как другие частицы будут отклоняться. Он назван в честь Вильгельма Вина , который разработал его в 1898 году для изучения анодных лучей . Его можно сконфигурировать как анализатор энергии заряженных частиц, монохроматор или масс-спектрометр .

Теория

Любая заряженная частица в электрическом поле будет чувствовать силу, пропорциональную заряду и напряженности поля, такую, что ${\vec {F}}=q{\vec {E}}$, где F — сила, q — заряд, а E — напряженность электрического поля. Аналогично, любая частица, движущаяся в магнитном поле, будет ощущать силу, пропорциональную скорости и заряду частицы. Тогда сила, ощущаемая любой частицей, равна ${\vec {F}}=q{\vec {v}}\times {\vec {B}}$, где F — сила, q — заряд частицы, v — скорость частицы, B — сила магнитного поля, и $\times$ является перекрестным произведением . В случае переключателя скорости магнитное поле всегда находится под углом 90 градусов к скорости, а сила упрощается до $F=qvB$ в направлении, описанном векторным произведением.

Приняв две силы равными по величине в противоположных направлениях, можно показать, что ${\frac {E}{B}}=v$. Это означает, что любая комбинация электрических ( ${\vec {E}}$) и магнитный ( ${\vec {B}}$) поля позволят заряженным частицам иметь только скорость ${\vec {v}}$ через.

См. также

• Селектор скорости нейтронов