मैग्नेट्रोन, यह कैसे काम करता है,

 

मैग्नेट्रान

एक कैथोड, और एक रेशा। फिलामेंट के माध्यम से वर्तमान प्रवाह कैथोड को गर्म करेगा, और इसके कारण, इलेक्ट्रॉनों को इससे उत्सर्जित किया जाएगा। इस घटना को थर्मियोनिक उत्सर्जन के रूप में जाना जाता है। दिलचस्प बात यह है कि इस मामले में, इलेक्ट्रॉन कैथोड पर वापस आ जाते हैं। यदि हम एनोड को सकारात्मक क्षमता के साथ रखते हैं, तो उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों में तेजी आती है और एनोड की ओर बढ़ते हैं। जैसा कि विकिरण के सिद्धांत में कहा गया है, आवेशों के तेज होने पर वे विकिरण उत्पन्न करते हैं। हालाँकि, इस व्यवस्था में, इलेक्ट्रॉनों को अक्षम रूप से विकीर्ण किया जाता है क्योंकि वे इंटरैक्शन स्पेस में बहुत कम समय बिताते हैं।

 इस स्थान में इलेक्ट्रॉनों द्वारा खर्च किए गए समय को बढ़ाने के लिए, एक स्थायी चुंबक को संरचना में पेश किया जाता है। चुंबकीय क्षेत्र इलेक्ट्रॉनों को एक घुमावदार पथ लेने के लिए मजबूर करता है। चूंकि इलेक्ट्रॉनों का मार्ग अब घुमावदार है, इसलिए इलेक्ट्रॉनों के संपर्क स्थान में बिताए जाने वाले समय में वृद्धि हुई है। इस प्रकार बनाई गई अंतिम संरचना को पतवार मैग्नेट्रॉन के रूप में जाना जाता है। पतवार मैग्नेट्रोन पहले से बताई गई तकनीक की तुलना में अधिक कुशल हैं, हालांकि, एलसी दोलनों की मदद से इसकी दक्षता में और सुधार किया जा सकता है, जिसे हमने इस वीडियो की शुरुआत में देखा था। आइए देखें कि हम एक मैग्नेट्रोन में दोलन कैसे प्राप्त करते हैं। दोलन प्राप्त करने के लिए, 

एनोड गुहाओं के साथ डिज़ाइन किया गया है। ये गुहाएं मैग्नेट्रोन के भौतिकी में भारी अंतर का कारण बनती हैं। इसे समझने के लिए, आइए एक साधारण मामले पर विचार करें। आइए एक गुहा के साथ एक धातु पट्टी पर विचार करें। मान लें कि एक नकारात्मक चार्ज धातु के पास से गुजर रहा है। नकारात्मक चार्ज स्पष्ट रूप से इसके पास के इलेक्ट्रॉनों को पीछे हटा देगा, जैसा कि इस एनीमेशन में दिखाया गया है। इसी तरह, जब नकारात्मक चार्ज गुहा के पास से गुजरता है, तो गुहा की सतह के आसपास के इलेक्ट्रॉनों को परेशान किया जाता है। आप देख सकते हैं कि इस गड़बड़ी के कारण गुहा की सतहों पर सकारात्मक और नकारात्मक आरोपों का एक संचय होता है। संक्षेप में, कैविटी सतहें संधारित्र प्लेटों की तरह काम करती हैं। यदि आप गुहा की सतह पर एक प्रारंभ करनेवाला को जोड़ते हैं,

 आवेश दोलन करने लगेंगे। यह सरल भौतिकी गुहा चुंबकत्व का आधार है। एक मैग्नेट्रोन में कई ऐसे गुहा होते हैं। थर्मायनिक उत्सर्जन द्वारा कैथोड से कई इलेक्ट्रॉनों को निकाला जाता है। आइए इन गुहाओं में निकाले गए पहले इलेक्ट्रॉन के प्रभाव को ट्रैक करें। जैसा कि ऊपर बताया गया है, यह चुनाव गुहा सतहों पर सकारात्मक और नकारात्मक आरोपों को प्रेरित करेगा। यहां, गुहाओं को एक गोलाकार तरीके से व्यवस्थित किया जाता है। इसका मतलब है कि चार्ज की गई कैविटी सतह जोड़ी अलगाव में नहीं रह सकती है। धातु में विद्युत क्षेत्र को शून्य रखने के लिए, सभी गुहा जोड़े को विपरीत ध्रुवता के साथ चार्ज करना होगा।

 यहां एक दिलचस्प बात यह है कि गुहा की घुमावदार सतह एक प्रारंभ करनेवाला के रूप में कार्य करती है। इसका मतलब है कि संचित शुल्क एक साथ नियंत्रण रेखा दोलन के लिए जाएंगे। एक धातु लूप और एक एंटीना की मदद से, इस दोलन को ईएम तरंगों में निकाला और परिवर्तित किया जाता है। ये दोलन मैग्नेट्रॉन में बनाए रहेंगे क्योंकि इलेक्ट्रॉन लगातार कैथोड से एनोड तक प्रवाह करते हैं और अपनी ऊर्जा स्थानांतरित करते हैं। 

अब देखते हैं कि इंटरेक्शन स्पेस में शेष इलेक्ट्रॉनों का क्या होता है। गुहा की सतह पर पहुंचने वाले पहले इलेक्ट्रॉन ने पहले ही गुहाओं पर एक चार्ज पैटर्न बनाया है। इसका मतलब है कि शेष इलेक्ट्रॉनों को सकारात्मक चार्ज क्षेत्रों के लिए आकर्षित किया जाएगा, और वे इस तरह एक दिलचस्प स्पोक व्हील पैटर्न बनाएंगे। चूंकि गुहाओं पर आरोप थरथराने लगे हैं, इसलिए स्पोक व्हील को सचित्र के रूप में स्पिन करना पड़ता है। यह घटना एक गधे, एक गाजर, और एक छड़ी के सादृश्य से संबंधित हो सकती है। यहां, कोई फर्क नहीं पड़ता कि गधा गाजर तक पहुंचने के लिए कितने कदम उठाता है, गाजर हमेशा अपनी पहुंच से बाहर रहता है। जैसा कि आपने देखा होगा, 

ऐन्टेना केवल एक गुहा से जुड़ा होता है, क्योंकि एक गुहा में उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं भी अन्य गुहाओं के साथ जुड़ती हैं। इस घटना को आपसी युग्मन कहा जाता है। इसका मतलब है कि एक गुहा से चुंबकीय ऊर्जा का निष्कर्षण संयुक्त गुहाओं के सभी से निष्कर्षण के समान होगा। ब्रिटेन में द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान रडार तकनीक को बढ़ाने के लिए कैविटी मैग्नेट्रॉन को विकसित किया गया था। गुहा मैग्नेट्रॉन एक छोटी तरंग दैर्ध्य पर उच्च शक्ति वाले दालों का उत्पादन करने में सक्षम होते हैं और इस प्रकार छोटी वस्तुओं का पता लगाने में सक्षम होते हैं। गुहा मैग्नेट्रॉन के कॉम्पैक्ट आकार ने रडार का आकार छोटा कर दिया। ब्रिटेन की इस तकनीक को द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान अमेरिका में स्थानांतरित किया गया था, और शुरू में, वैज्ञानिकों को गुहा मैग्नेट्रोन के पीछे भौतिकी को समझने में एक कठिन समय था।