4.3. Движение зарядов в вакууме При физическом вакууме

@Горин Ю.В. Указатель физических эффектов и явлений для изобретателей и рационализаторов
http://www.jlproj.org
4.3. Движение зарядов в вакууме
При физическом вакууме движению зарядов не оказывается никакого сопротивления. Заряды
(в виде ионов, электронов, заряженных частиц) проходят весь путь от одного электрода до
другого, почти не испытывая столкновений, вследствие чего этим движением легко
управлять с помощью электрических или магнитных полей (электронные лампы,
электронно-лучевые трубки всех видов, различные масс-спектрометры). Электростатические
или магнитные линзы способны фокусировать потоки заряженных частиц в очень узкие
пучки, что составляет основу технологических применений электронных пучков. Громадной
электростатической и магнитной линзой является Земля для потоков корпускулярного
солнечного излучения.
С помощью полей в сосуде небольших размеров заряды можно заставить двигаться по
траекториям, длина которых во много раз превышает размеры сосуда (магнитные
вакуумметры). Из-за большой чувствительности пучков зарядов к полям вакуумные приборы
незаменимы как различного рода измерители (электронная лампа как магнитометр,
радиолокационные трубки, осциллограф, ионизационные манометры и др.).
Из-за отсутствия столкновений заряды в вакууме под действием полей могут набрать весьма
большую энергию, что используется в ряде физических и технических установок
(рентгеновские установки, ускорители, установки для плавки под вакуумом).
Отметим, что вакуум явления почти идеальной электро- и теплоизолирующей средой. При
этом проскакивание отдельных зарядов через промежуток, приводящее, как правило, к
необратимому выходу из строя твердой, жидкой, очень часто и газовой изоляции, в случае
вакуумной изоляции совершенно не опасно. Соответствующим подбором электродов и
способа откачки электрическая прочность вакуума можно довести сотни киловольт на
миллиметр, т.е. значительно больше, чем у твердых диэлектриков (см. Сливков И.Н.
Электроизоляция и разряд в вакууме, М.: Атомиздат, 1972).
Патент США 3575656:
Способ и реализующее этот способ устройство обеспечивают контроль давления в
вакуумных выключателях, в которых отсутствуют электрическое соединение с
металлическим экраном, находящимся внутри выключателя. Создаваемые внутри
вакуумного выключателя поперечное электростатическое и поперечное
электромагнитное поля вызывают движение блуждающих электронов, имеющихся во
внутреннем пространстве вакуумного выключателя, по циклоидным или эллиптическим
траекториям. Извилистые траектории, которые приобретают электроны, в
значительной степени увеличивают вероятность ионизирующих столкновений.
Измерение давления осуществляется путем намерения числа положительных ионов,
собираемых электродом, находящимся под отрицательным потенциалом, и сравнения
результатов измерений с калибровочным графиком, на котором представлена
зависимость силы тока от давления. Измерения могут быть выполнены путем
измерения времени, требуемого для заряда конденсатора, скорость заряда которого
определяется сопротивлением вакуумного выключателя, которые и является
неизвестной величиной, подлежащей измерению.