电偏转英文解释翻译、电偏转的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 electric deflection
分词翻译:
电的英语翻译:
electricity
【计】 telewriting
【化】 electricity
【医】 Elec.; electricity; electro-; galvano-
偏转的英语翻译:
deflexion
【化】 eccentric rotation; offset
【医】 declination; deflection
专业解析
电偏转 (Diàn Piānzhuǎn),英文术语为Electric Deflection 或Electrostatic Deflection,是物理学和电子工程学中的一个核心概念,特指利用静电场对运动中的带电粒子束(如电子束、离子束)施加作用力,从而改变其运动方向或轨迹的现象。
其详细含义可从以下角度阐释:
-
物理机制:
- 当带电粒子(如电子)穿过空间中的静电场时,会受到电场力(库仑力)的作用。该力的方向与粒子所带电荷的性质(正或负)及电场方向有关。对于带负电的电子,其受力方向与电场方向相反。
- 根据牛顿第二定律,这个电场力会使带电粒子产生加速度,从而改变其运动速度的方向(偏转),而其速度大小也可能发生变化(加速或减速)。在典型的电偏转应用中(如示波器),主要关注的是运动方向的改变。
-
核心应用:
- 阴极射线管 (CRT): 这是电偏转最经典的应用。在示波器和老式电视机显像管中,电子枪发射的电子束依次通过水平和垂直放置的两对平行偏转板。通过在偏转板上施加变化的电压,产生可控的横向电场,使电子束在荧光屏上精确扫描,形成波形或图像。
- 粒子束操控: 在粒子加速器、质谱仪、电子显微镜等设备中,电偏转系统用于引导、聚焦或筛选不同能量或荷质比的带电粒子。
- 静电喷墨打印: 利用电场偏转带电墨滴,控制其落点位置。
-
偏转量与关键参数:
- 带电粒子在电场中的偏转量(位移或角度)主要取决于:
- 电场强度 (E): 电场越强,偏转力越大。
- 粒子电荷量 (q): 电荷量越大,受力越大。
- 粒子质量 (m): 质量越大,惯性越大,偏转越困难。
- 粒子速度 (v): 速度越快,粒子穿过偏转区的时间越短,偏转量越小。
- 偏转区长度 (L): 粒子在电场中运动的路径长度。
- 对于平行板偏转器中的电子束,其离开偏转区时的偏转量(位移)可近似表示为:
$$
D = frac{e E L D_l}{2 m v}
$$
其中:
$D$
是偏转位移,
$e$
是电子电荷量,
$E$
是偏转板间的电场强度,
$L$
是偏转板长度,
$D_l$
是偏转板中心到屏幕的距离(或等效距离),
$m$
是电子质量,
$v$
是电子进入偏转区时的速度。
-
与磁偏转的区别:
- 作用力来源: 电偏转利用静电场力,磁偏转利用磁场对运动电荷产生的洛伦兹力。
- 力与速度关系: 电场力 (
$F_e = qE$
) 与粒子速度无关;洛伦兹力 ($F_m = q(v times B)$
) 与粒子速度方向垂直,且大小与速度大小有关。
- 偏转特性: 电偏转灵敏度(单位电压引起的偏转)通常随粒子能量增加而降低(因
$v$
增大);磁偏转灵敏度与粒子速度无关(在非相对论情况下,因 $F_m propto v$
且穿越时间 $propto 1/v$
,偏转量 $propto (F_m t)/m propto v * (1/v) propto 1/v$
,但实际设计磁偏转线圈时,励磁电流产生的磁场 $B propto I$
,最终偏转量 $D propto I / sqrt{V_a}$
,$V_a$
为加速电压,即与粒子能量有关)。
- 频率响应: 电偏转因存在极间电容,在高频下响应可能受限;磁偏转线圈电感影响其高频响应。
权威参考来源:
- 《电磁学》 (Electromagnetism) 经典教材: 如 David J. Griffiths 所著的 Introduction to Electrodynamics (第四版),详细阐述了带电粒子在电场和磁场中的运动规律,是理解电偏转物理基础的核心参考。 (标准教材,无直接链接,广泛认可)
- 《电子光学基础》 (Fundamentals of Electron Optics): 如 P. W. Hawkes, E. Kasper 所著的权威著作,系统论述了电子束在电场和磁场中的聚焦、偏转理论,是电子显微镜和粒子束技术领域的基石。 (专业领域经典著作)
- 美国物理联合会 (AIP) Scitation 平台: 收录大量物理学期刊论文,可通过关键词 "electrostatic deflection"、"charged particle beam"、"CRT deflection" 检索到关于电偏转理论、实验和应用的最新及经典研究。 (需订阅访问,例:
https://pubs.aip.org/
)
- IEEE Xplore 数字图书馆: 电气电子工程师学会的权威数据库,包含大量关于电偏转技术在电子器件(如示波器、显示器)、粒子加速器、质谱仪中应用的工程论文和技术标准。 (需订阅访问,例:
https://ieeexplore.ieee.org/
)
- 国家标准与技术研究院 (NIST) 电子工程术语库: 提供标准化的工程术语定义,是确认术语英文对应及基础概念的可靠来源。 (例:NIST Engineering Statistics Handbook 或 Physics Laboratory 相关资源,
https://www.nist.gov/
)
网络扩展解释
电偏转是指带电粒子(如电子)在电场中因受电场力作用而发生运动方向改变的现象,常见于示波器、显像管等设备中。以下是其详细解释:
1.定义与原理
电偏转通过施加电场力改变带电粒子的运动轨迹。例如,在示波管中,电子以初速度进入平行金属板间的匀强电场,垂直方向受力产生加速度,导致其路径偏移。
2.受力特征
带电粒子在匀强电场中受恒力作用,大小为 ( F = qE ),方向与电场方向一致。此力与粒子速度无关,仅由电场强度和电荷量决定。
3.运动规律
粒子在电场中做类平抛运动(匀变速曲线运动),轨迹为抛物线。
- 水平方向:匀速直线运动,位移公式为 ( z = v_0 t )。
- 垂直方向:匀加速直线运动,位移公式为 ( y = frac{1}{2} a t = frac{eU l}{2m d v_0} ),其中 ( U ) 为偏转电压,( d ) 为板间距,( l ) 为板长。
4.与磁偏转的对比
特征 |
电偏转 |
磁偏转 |
受力类型 |
恒力(电场力) |
变力(洛伦兹力) |
轨迹 |
抛物线 |
圆弧 |
偏转角度 |
最大角度小于90°,随时间变化 |
角度可超过90°,均匀变化 |
动能变化 |
动能增加 |
动能保持不变 |
应用场景 |
示波器、显像管 |
质谱仪、回旋加速器 |
(综合对比参考)
5.应用与局限性
电偏转响应速度快,常用于需要高频信号处理的设备(如示波器)。但偏转角度有限,且需较高电压,因此在需要大角度偏转时可能采用磁偏转。
公式示例(电偏转垂直位移):
$$
y = frac{eU l (L + frac{l}{2})}{2m d v_0}
$$
其中 ( L ) 为板末端到屏幕的距离。
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