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Concept
Canon à électrons
Résumé
Un canon à électrons est un dispositif permettant de produire un faisceau d'électrons. C'est l'un des composants essentiels d'un tube cathodique ou d'un instrument tel que le microscope électronique.
Le principe du canon à électrons est d'extraire les électrons d'un matériau conducteur (qui en est une réserve quasiment inépuisable) vers le vide où ils sont accélérés par un champ électrique. Le faisceau d'électrons ainsi obtenu est traité par la colonne électronique qui en fait une sonde fine balayée sur l'échantillon.
Il existe deux familles de canon à électrons selon le principe utilisé pour extraire les électrons :
l'émission thermoïonique, avec les filaments de tungstène et pointes LaB6 ;
l'émission par effet de champ.
Il existe également un principe intermédiaire : la source Schottky à émission de champ, de plus en plus employée.
Suivant ces distinctions et le mode de fonctionnement, les canons à électrons ont des propriétés et des caractéristiques différentes. Il existe des grandeurs physiques pour les caractériser. La principale est la brillance, la durée de vie est également très importante, ainsi que la stabilité. Le courant maximum disponible peut également être pris en considération, ainsi que la dispersion énergétique.
On peut définir la brillance B d'une source par le rapport du courant émis par la source au produit de la surface de la source par l'angle solide. Dans le cas général, on ne sait mesurer que la surface d'une « source virtuelle » qui est la zone d'où semblent provenir les électrons. (Définition à revoir)
Pour une source d'électrons dont les caractéristiques sont :
le diamètre de la source virtuelle d
le courant d'entrée
le demi-angle d'ouverture
l'expression de la brillance devient :
Dans les systèmes optiques, la brillance, qui se mesure en (ampères par unité de
surface et par angle solide), a la propriété de se conserver lorsque l'énergie d'accélération est constante. Si l'énergie varie, la brillance lui est proportionnelle.
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