Источник молекулярного пучка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Н 3/О 1)5 Н НИЯ институтороднов,зорегзоп 1 с гейе 1 б Оаз 4 - 1, Асаб. отга Н. бе Ьаоте взз 1 бг). -стояние и тода молеМ 2, с.287 Ка нера ладлью ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(56) Саврасое В, Н 9 Ь птепзтувоев 1 аг Ьеав аррагасоз, - 1 п, Ва01 пав 1 сз, 4 - й 1 псегп. Яовр., МРгезз, 1966, ч.2,р. 279-298.АоЬегт РВа 1 бу А., С 1)Ргобос 11 оп с 1 е )етз во 11 соа 1 гезбеозсе ет ехстатоп бо зрестге бЕпсгор 1 е, 1971, М 42, р. 60-64,Леонас В,Б,Современное сонекоторые новые результаты мекулярного пучка, - УФН. 1964,323. АоЬегс Р., Вабу А, СЬаотга Н, Ргосс 1 е бе 1 аЬГсасоп бе совасеогз вос сапаох 1 оса 11 заосз. - Егпгор 1 е, 1971, М. 42, р. 64 и 65.Животов С,А., Неудачин И.Г, и др, Свободномолекулярное течение газа через канал с косыми срезами. Свердловск, 1982, 21 с. - Рукопись представлена Урал. политехн. ин-т. Деп, в ВИНИТИ, М 4763 - 82..Барашкин С.Т. Экспериментальное исследование истечения газов в вакуум. Дис. канд. физ,-мат,наук, Свердловск, 1977, с.72.Кошмаров Ю.А., Рыжов Ю.АСвирищевский С.Б, Экспериментальные методы в механике разреженного газа. М., 1981, 200 с.Ямамото, Зонд давления в свободномолекулярном потоке. - РТ и К, 1978, М 11, с. 76-80. 1594710 А 2(54) ИСТОЧНИК МОЛЕКУЛЯРНОГО ПУЧКА (57) Изобретение относится к технике физического эксперимента, в частности к источникам молекулярных пуч лов. Цель изобретения - увеличение плотности молекул газа в области фокусировки за коллиматором при неизменном расходе газа через источник молекулярного пучка. Источник молекулярного пучка содержит .сферический коллиматор 1 с входной плоскостью 2, который состоит из пучка параллельных друг другу и оси набегающего потока газа тонкостенных капилляров 3, Коллиматор 1 имеет сферическое выходное сечение 4 и вакуумно-плотно закреплен в перегородке .5, разделяющей камеру коллиматора и рабочую камеру, с помощью обоймы 6. 1 ил, 1594710Изобретение относится к технике физического эксперимента, в частности к источникам молекулярных пучков, где в качестве рабочей среды используются нейтральные молекулы разреженного газа. 5Цель изобретения - увеличение плотности молекул газа в области фокусировки за коллиматором при неизменном общем расходе газа через источник молекулярного пучка, 10На чертеже показан предлагаемый источник.Источник молекулярного пучка содержит сферический коллиматор 1 с входной плоскостью 2, который состоит из пучка па раллельных друг другу и оси набегающего потока тонкостенных цилиндрических капилляров 3, полученного их спеканием с последующим вытягиванием. Коллиматор 1 имеет сферическое выходное сечение 4, ва . куумно-плотно закреплен в перегородке 5, разделяющей камеру коллиматора и рабочую камеру, с помощью обоймы 6.Однородный прямолинейный поток разреженного газа направляют на колли матор 1 (показано стрелками) с выходной плоскостью 2, Линии тока потока почти параллельны друг другу, центральной оси потока и, следовательно, составляют нулевой угол атаки с продольными осями капилля ров 3. Выходная плоскость капилляра 3 имеет косой срез, так как выходное сечение 4 коллиматора 1 сферическое. Поэтому, пройдя через капилляр 3, элементарный молекулярный пучок отклоняется на некоторый 35 угол д, заключенный между углами д 1 и дг, определяемыми, в свою очередь, условиями течения газа в капилляре 3 (например, режимом течения газа) и его геометрией, В итоге суммарный молекулярный пучок в со ответствии с выбранным радиусом кривизны сферического сечения 4 фокусируется в заданной области (область фокусировки схематично показана пунктиром). Для ваку- умно-плотного закрепления пучка капилля ров в перегородке 5 служит обойма 6, Необходимая степень разрежения в камере коллиматора и рабочей камере поддерживается вакуумной системой откачки (показано стрел ками). 50При наличии нулевого угла атаки а на входе в коллиматор для всех его капилляров увеличивается плотность молекул в зоне фокусировки при неизменном расходе, газа через источник, Для качественной оценки 55 влияния ориентации капилляра коллиматора по отношеникэ к линиям тока набегающего потока на величину плотности в зоне фокусировки в случае свободномолекуляр гдеЯД, ,а,И(О, 1)где Рг, лг - давление и плоскосрезервуаре при а = 0;п - плотность газа в резерао;Мl(Я,1, а),И(0,1) - коэффицизинга соответственно для молекуступающих в резервуар черезмолекул газа, уходящих из,зонда,ть газа в ре при енты Клау л газа, по- канал, и енном поПри рассмотрении системы, связаннои с молекулярным пучком, значение коэффициента Клаузинга в знаменателе фбудет иным, чем И/(0,1), поскольку 8 =О. Однако для качественной оценки достаточно пренебречь влиянием угла а на Я за выходной плоскостью канала, где само Я учитывается в функции распределения молекул по скоростям в молекулярном пучке и, следовательно, в коэффициенте Клаузинга, находящемся в знаменателе ф), Таким образом, коэффициенты Клаузинга, находящиеся в знаменателе, указанном в выражении взаимно уничтожаются и поэтому при оценке можно пользоваться значениями ф, полученными для зондов свободномолекулярного давления. Для длинного капилляра, например, выигрыш в плотности при Я = 5, а = 30 сос-тавляет щ/пг = 63/18 = 3,5.По сравнению с известным предлагаемый источник молекулярного пучка позволяет при неизменном расходе газа увеличить плотность в зоне фокусировки не менее чем в 3 раза, за счет увеличения коэффициента прозрачности коллиматора также увеличивается плотность молекул газа в зоне фокусировки. Если в известном источнике коэффициент прозрачности составляет не более 0,65, то в предлагаемом 0,95 и плотность молекул в зоне фокусировки тольного режима течения газа в капилляре коллиматора можно использовать выражение, полученное из формулы, устанавливающей связь давления в резервуаре Р 1 свободно- молекулярного зонда, расположенного под углом атаки а к набегающему потоку, со статическим давлением этого потока, где зонд представляет собой цилиндрический канал с относительной длиной 1= 1/с 1 (1 длина канала, б - внутренний диаметр канала) с резервуаром на одном из его концов, Р п 5,1,а Рг пг ф(51 а=О)1594710 Составитель А,ЕнбаевТехред М.Моргентал Редактор А.Козориз Корректор Л.ПатайЗаказ 2839 Тираж 665 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ко при учете фактора прозрачности увеличивается в 1,5 раза. Снижаются также требования к быстроте действия вакуумной системы откачки источника молекулярного пучка. Например, при создании плотности в зоне фокусировки 10 - 10 м и сохранении давления в рабочей камере 5 10 Па достаточна быстрота действия откачки0,7 мз/с (1,2 м/с в известном источнике).Формула изобретения Источник молекулярного пучка, содержащий коллиматор со сферической выходной плоскостью, вакуумно-плотно 5 закрепленный в перегородке, разделяющейкамеру коллиматора и рабочую камеру, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения плотности молекул газа в области фокусировки за коллиматором при 10 неизменном общем, расходе газа через источник молекулярного пучка, капилляры в коллиматоре расположены параллельно друг другу и оси набегающего потока, при этом каждый капилляр имеет в выходном 15 сечении косой срез, выполненный так, чтонормали к плоскости среза каждого из капилляров сходятся в точке фокуса,