Електронна гармата, пристрій для здобуття потоків (пучків) електронів в об'ємі, з якого видалено повітря (у вакуумі). Електрони в Е. п. вилітають з катода і прискорюються електричним полем ( мал. 1 ). Випускання електронів з катода відбувається головним чином в процесах термоелектронній емісії, емісії з плазми, автоелектронної емісії (див. Тунельна емісія ) і фотоелектронній емісії, формування заданого розподілу електронного пучка на виході з Е. п. здійснюється підбором конфігурації і величини електричного і магнітного полів і є предметом електронної оптики (див. Електронна і іонна оптика ). Термін «Е. п.» застосовують як до пристроїв для формування високоінтенсивних електронних пучків (сильноточниє Е. п.), так і до простішим совокупностям електродів для здобуття пучків малої інтенсивності (використовуваних в клістронах, магнетронах, електроннопроменевих приладах ) ; останні часто називаються електронними прожекторами. Конструкції і параметри слабкострумових Е. п. вельми всілякі. Схема однієї з них приведена на мал.(малюнок) 2 . Е. п. знаходять широке вживання в техніці і наукових дослідженнях, зокрема в телевізійних системах, електронних мікроскопах, електроннооптичних перетворювачах, апаратах для плавки і зварки металів збудження газових лазерів і т. д. Струми електронних пучків в слабкострумових Е. п. можуть мати значення в межах від десятків мка до десятків а, а енергії електронів доходити до сотень кев.
В сильноточной Е. п., що є двоелектродним приладом (діодом), генеруються електронні пучки з істотно великими струмами — до 10 4 — 10 7 а, енергією прискорених електронів до 10—20 Мев і потужністю £ 10 13 Вт. Зазвичай в сильноточной Е. п. при щільності струму ³ 1 ка/см 2 використовуються холодні катоди з «вибуховою емісією». Вибухова емісія виникає при нагріві і вибуху мікровістрів на поверхні катода струмом автоелектронної емісії (див. Тунельна емісія ) . Іонізація пари приводить до формування в поверхні катода щільної плазми і збільшення середньої щільності струму емісії в 10 3 —10 4 разів. Прікатодная плазма розширюється до анода із швидкістю v = (2—3)×10 6 см/сек і замикає той, що складається з катода і анода діод за час d/v ( d — відстань катод — анод), що обмежує тривалість струму пучка через діод часом ~ 10 -8 — 10 -6 сек.
При малих струмах і відсутності розрідженої плазми між катодом і анодом рух електронів в сильноточной Е. п. з врахуванням релятивістських поправок подібно до руху в слабкострумовій Е. п. Відмітна особливість Е. п. в режимах з великими струмами полягає в сильному впливі магнітного поля пучка на траєкторії електронів. Як показує розрахунок, при струмі діода ( но ) ( мал. 3 , — повна енергія електронів в анода, mc2 — енергія спокою; див.(дивися) Відносності теорія ) власне магнітне поле потоку електронів завертає електрони до осі цього потоку і стискує потік до центру анода. Це стискування пучка в анода приводить до екранування центральної області катода просторовим зарядом пучка, унаслідок чого електрони випускаються головним чином кромкою катода, що добре видно на мал. 3 . Ефект стискування найяскравіше виявляється, якщо просторів, заряд і його електричне поле частково компенсуються іонами плазми, що заповнює пріосевую область діода або що покриває поверхню анода. Плазма в діоді створюється або за допомогою зовнішніх джерел, або в результаті нагріву анода електронним пучком. При цьому на аноді щільність струму сфокусованого пучка досягає 10 6 —10 8 а/см 2 , а щільність потоку енергії £ 10 13 Вт/см 2 . Уявлення про пучок в цьому випадку умовно, т. до. поперечная швидкість електронів порівнянна з подовжньою.
Якщо на аноді є шар щільної плазми, то іони прискорюються електричним полем до катода, а струм в діоді переноситься і електронами, і іонами. Теорія і розрахунок, що підтверджуються експериментами, передбачають, що в результаті взаємодії магнітного поля з електронами їх струм із збільшенням R/d (на відміну від іонного) перестає наростати. Це відкриває можливість здобуття в сильноточних Е. п. іонних пучків із струмом ³ 10 6 а. Ефект придушення електронних струмів на периферії діода магнітними полями, називається магнітною ізоляцією використовується у вакуумних передавальних лініях, що сполучають джерело живлення з діодом Е. п. і що витримують без пробою напруженість електричного поля £ 4×10 6 в/см.
Сильноточниє Е. п. використовуються для нагріву плазми, колективного прискорення заряджених часток, здобуття гальмівного випромінювання і потоків нейтронів, генерації СВЧ(надвисокі частоти) -колебаній і лазерного випромінювання, в дослідженнях по фізиці твердого тіла.
Літ.: Алямовський І. Ст, Електронні пучки і електронні гармати, М., 1966; Місяць Р. А., Генерування потужних імпульсів Наносекунди, М., 1974; Смирнов Ст П., Здобуття сильноточних пучків електронів, «Прилади і техніка експерименту», 1977, ст 2.
