Физическая энциклопедия - ионные пучки

направленные потоки ионов, имеющие определ. форму. Обычно И. п. имеют малые поперечные размеры по сравнению с длиной. И. п. впервые наблюдал нем. физик Э. Гольдштейн (1886) в опытах с газоразрядной трубкой, в катоде к-рой были проделаны отверстия. Ускоренные в межэлектродном пр-ве ионы проходили через эти отверстия, создавая за катодом по ходу образованных ими пучков слабое свечение (т.

н. каналовые лучи). И. п. используются в разл. физ. экспериментах и в технике. При прохождении И. п. через газы они рассеиваются вследствие столкновений (см. СТОЛКНОВЕНИЯ АТОМНЫЕ) ионов с атомами газа. Чтобы уменьшить этот эффект, И. п. получают в условиях достаточно высокого вакуума. Определение параметров ионного пучка в разл. его сечениях значительно облегчается путём использования Лиувилля теоремы (см.

ЭЛЕКТРОННЫЕ ПУЧКИ). Для образования И. п. необходимо получить достаточное кол-во ионов, ускорить их и соответствующим образом направить их движение. В ионных источниках ионы получают путём ионизации атомов и молекул электронным ударом (см. ИОНИЗАЦИЯ), поверхностной ионизации, фотоионизации, автоионизации и т. п. Мощным источником ионов явл.

электрич. разряд в вакууме (низковольтный дуговой разряд, высокочастотный разряд). Ускорение и формирование ионов в лучок производится системой ионных линз (см. ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛИНЗЫ). При большой интенсивности И. п. для предотвращения их расширения, связанного с образованием объёмного заряда, применяются ионные линзы спец.

конструкций. В части И. п., находящейся вне зоны воздействия электрич. полей, при определ. условиях может наступить компенсация положительного объёмного заряда ионов отрицат. зарядами вторичных эл-нов разл. происхождения. Воздействуя электрич. и магн. полями на И. п., можно определить массу и энергию ионов (см. МАСС-СПЕКТРОМЕТР), ускорить их до высоких и сверхвысоких энергий (см.

УСКОРИТЕЛИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ), сепарировать их по массе (см. ИЗОТОПОВ РАЗДЕЛЕНИЕ) и т. п. И. п. используются также для получения увеличенных изображений микрообъектов (см. ИОННЫЙ ПРОЕКТОР, ИОННЫЙ МИКРОСКОП), т. к. при этом дифракц. явления, ограничивающие разрешение, играют значительно меньшую роль, чем при использовании электронных пучков, что связано с большой массой ионов и соответственно уменьшенной длиной волн де Бройля для них. .