Warum unterscheiden sich Theorie und Praxis?

Betrachten wir eine Vakuumdiode mit zylindrischen Elektroden.

An die Kathode wird eine Spannung angelegt, sodass zwischen Kathode und Anode ein elektrisches Feld besteht. Außerdem gibt es ein Magnetfeld B an Elektroden entlang geleitet. Ich habe die Bahnen von Elektronen betrachtet, die bei unterschiedlichen Magnetfeldwerten von der Kathode zur Anode übertragen werden, indem ich die Tatsache verwendet habe, dass die Lorentz-Kraft auf die Elektronen ausgeübt wird:

F = e ( E + [ v × B ] ) .
Wie zu sehen ist, erhöhen wir den Wert von B , krümmt sich die Flugbahn stärker, aber die Elektronen gelangen zur Kathode. Bei einem Wert von B Die Flugbahn ist tangential zur Kathodenoberfläche, sodass Elektronen nicht zur Kathode gelangen - nennen wir diesen Wert B C R ich T ich C A l . Nachträgliche Erhöhung von B erhöht die Krümmung der Flugbahn.

Gemäß dieser Überlegung können wir die Beziehung zwischen Strom betrachten ICH durch Diode und den Wert des Magnetfelds B :

ICH = { ICH 0 , | B | < | B C R ich T ich C A l | 0 , | B | ≥ | B C R ich T ich C A l |

Aber nach dem realen Experiment, der Wert von ICH in der Nachbarschaft von B C R ich T ich C A l Wert ändert sich nicht plötzlich, wie im zweiten Bild gezeigt. Die Frage ist also, warum das passiert ?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Was passiert, wenn die Anode leicht außermittig oder die Kathode nicht perfekt rund ist? Oder das Magnetfeld ist nicht vollkommen gleichmäßig.
Und Streuung von Elektronen von Elektronen und Elektronen von Hintergrundgas ... Und Energieverteilung durch thermionische Emission ... Oder im Allgemeinen weicht die Realität immer von der Theorie ab ...
In der Theorie sind Theorie und Praxis gleich; in der Praxis sind sie es nicht.

Antworten (1)

Die kurze Antwort ist, dass die Theorie immer einige Dinge annimmt, die von realen Systemen nur angenähert werden. Anspruchsvollere Theorien machen weniger und weniger offensichtlich falsche Annahmen, aber es gibt immer noch Annahmen.

Die Kommentare zu der Frage weisen auf einige der Annahmen hin, die in diesen speziellen Fall eingegangen sind,

  • Rundheit der Teile
  • Mitzentrizität der Teile
  • Gleichmäßigkeit des Magnetfeldes
  • Monoenergetische Emission (unter anderem durch thermische Effekte verletzt)
  • Fehlende Elektron-Elektron-Streuung
  • Perfektes Vakuum als Bühne

und wir können schnell noch ein paar mehr hinzufügen

  • Null elektrische Felder
  • Vibrationsmangel in den Strukturen
  • Konstante Anodenspannung
  • Usw...

und die Sache zu beachten ist, dass nicht alle von ihnen mit dem Wort "annehmen" in die Berechnung eingeführt wurden. Das ist ein Hinweis darauf, dass Sie auf der Hut sein müssen, wenn Sie auch nur einen Großteil der wichtigsten Störfaktoren in einer bestimmten Situation identifizieren wollen.

Warum unterscheiden sich Theorie und Praxis?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v