Математика. I. Определение предмета математики, связь с другими науками и техникой 6 страница

Развитие физики магнитных явлений привело к синтезированию новых перспективных магнитных материалов: ферритов для ВЧ и СВЧ -устройств, высококоэрцитивных соединений типа SmCo₅ (см. Магнит постоянный), прозрачных ферромагнетиков и др.

Лит.: Тамм И. Е., Основы теории электричества, 7 изд., М., 1957; Ландау Л. Д. и Л и ф ш и ц Е. М., Электродинамика сплошных сред, М., 1959; Вонсовский С. В., Магнетизм, М., 1971; П а и е р л с Р. Е., Квантовая теория твердых тел, пер. с англ., М.. 1956; Дорфман Я. Г., Магнитные свойства и строение вещества, М., 1955; Киттель Ч., Введение в физику твердого тела, пер. с англ., 2 изд., М., 1962; Вонсовский С. В., Шур Я. С., Ферромагнетизм, М. - Л., 1948; Поливанов К. М., Ферромагнетики, М.- Л., 1957; Бозорт Р., Ферромагнетизм, пер. с англ., М., 1956; Мат-тис Д., Теория магнетизма. Введение в изучение кооперативных явлений, пер. с англ., М., 1967; Туров Е. А., Физические свойства магнитоупорядоченных кристаллов, М., 1963; V 1 е с k J. H. van, The theory of electric and magnetic susceptibilities, Oxf., 1932; Becker R., During W., Ferromagnetismus, В., 1939; Magnetism, ed. G. T. Rado and H. Suhl, v. 1, v. 2, pt A-B, v. 3, v. 4, N. Y., 1963-66; Goodenough J., Magnetism and the chemical bond, N. Y.- L., 1963. С. В. Вонсовский.

МАГНЕТИК, термин, применяемый ко всем веществам при рассмотрении их магнитных свойств. Разнообразие типов М. обусловлено различием магнитных свойств микрочастиц, образующих вещество, а также характера взаимодействия между ними. М. классифицируют по величине и знаку их магнитной восприимчивости х (вещества с х< 0 наз. диамагнетиками, с х > 0 - парамагнетиками, с х > 1 - ферромагнетиками). Более глубокая физ. классификация М. основана на рассмотрении природы микрочастиц, обладающих магнитными моментами, их взаимодействия в веществе, а также влияния на М. внеш. факторов (подробнее см. Магнетизм).

МАГНЕТИТ (нем. Magnetit, от греч. magnetis - магнит), магнитный железняк, минерал, сложный окисел состава FеО-Fе₂О₃ содержит 31% FeO, 69% Fe₂O₃; 72, 4% Fe; часто присутствуют примеси MgO, Сr₂О₃, А1₂О₃, MnO, ZnO и др. М.- феррит с кристаллич. структурой обращённой шпинели. Кристаллизуется в кубической системе а₀ = 8, 3963 А. Обычно образует октаэдрич., реже додекаэдрич. кристаллы и зернистые агрегаты. Весьма редко встречается в виде колломорфных агрегатов. В технике широко применяют синтезированный М., обычно его получают синтезом в твёрдой фазе в результате совместного отжига спрессованных порошков окислов FeO и Fе₂Оз при темп-рах 1000-1400 °С. Излом М. неровный, спайность отсутствует, хрупок, твёрдость по минералогич. шкале 5, 5-6. Плотность 4800-5300 кг/л³. Цвет чёрный, блеск полуметаллический, иногда матовый; непрозрачен. Хороший проводник электричества. По магнитным свойствам М.- ферримагнетик; намагниченность М. определяется разностью магнитных моментов двух магнитных под-решёток: 1) состоящей из ионов Fe²⁺ и Fe³" ¹-, находящихся в октаэдрич. узлах, и 2) состоящей из ионов Fe³⁺, находящихся в тетраэдрич. узлах (см. Антиферромагнетизм). При комнатной темп-ре намагниченность насыщения J_s = 4, 8-10^-2 тл (480 гс); коэрцитивная сила Н_с природного М. зависит от примесей, синтезированного М.- от способа получения. У порошков М. Не растёт при уменьшении размера частиц [у тонких порошков Н_с~ 12-16 ка/м (150-200) э]. Из порошков изготовляют магнитодиэлектрики. При темп-рах выше 550-600 °С (выше Кюри точки) М. теряет ферримагнитные свойства и становится парамагнетиком. Темп-ра плавления М. 1591 -1597 °С. При окислении М. переходит в гематит (мартит). Псевдоморфоза М. по кристаллич. гематиту наз. мушкетовитом. При повышенном содержании изоморфных примесей в М. выделяют разновидности: магномагнетит, манганмагнетит, ванадомагнетит, хроммагнетит, алюмомагнетит и др. В тесном прорастании с ильменитом и др. титановыми минералами (структура распада твёрдых растворов) входит в состав т. н. титаномагнетитов.

Встречается в месторождениях различного генезиса, однако главные пром. типы относятся к сложным магматич., контактово-метасоматич. или региональ-но-метаморфич. образованиям. В виде акцессорных минералов часто присутствует в магматич., осадочных и метамор-фич. породах. См. также Железо, Железные руды. В. М. Григорьев.

МАГНЕТО, магнитоэлектрич. генератор переменного тока (обычно совмещённый с индукционной катушкой), предназначенный для создания электрич. разрядов между электродами свечи зажигания, воспламеняющих рабочую смесь в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания. М. устанавливались в системах зажигания авиац., тракторных, автомобильных, мотоциклетных и др. двигателей; с 60-х гг. 20 в. практически не применяются.

МАГНЕТОКАЛОРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ, изменение темп-ры магнетика при адиабатич. изменении напряжённости магнитного поля Н, в к-ром находится магнетик. С изменением поля на dH совершается работа намагничивания 8Л = JdH (J - намагниченность). По первому началу термодинамики бА = = бQ - dU, где бQ - сообщённое магнетику количество теплоты (оно равно нулю в условиях адиабатичности), dU - изменение внутренней энергии магнетика. Т. о, при бQ = О работа совершается лишь за счёт изменения внутр. энергии (бА = - dU), что приводит к изменению темп-ры магнетика, если его внутр. энергия зависит от темп-ры Т. В пара- и ферромагнетиках с ростом Н намагниченность J увеличивается, т. е. растёт число атомных магнитных моментов (спиновых или орбитальных), параллельных Н. В результате энергия пара- и ферромагнетиков по отношению к полю и их внутр. энергия обменного взаимодействия уменьшаются. С другой стороны, внутр. энергия пара- и ферромагнетиков увеличивается с увеличением Т. Поэтому на основании Ле Шателъе - Брауна принципа при намагничивании должно происходить нагревание пара- и ферромагнетиков. Для ферромагнетиков этот эффект максимален вблизи точки Кюри, для парамагнетиков М. э. растёт с понижением темп-ры. При адиабатич. уменьшении поля происходит частичное или полное (при выключении поля) разрушение упорядоченной ориентации моментов за счёт внутр. энергии, что приводит к охлаждению магнетика (см. Магнитное охлаждение).

Лит.: Вонсовский С. В., Магнетизм, М., 1971. С. В. Вонсовский.

МАГНЕТОН, единица измерения магнитного момента, принятая в атомной и ядерной физике.

Магнитный момент атомных систем в основном обусловлен движением электронов и их спином и измеряется в магнетонах Бора:
[ris]

Здесь h - Планка постоянная, е и т - абс. величина заряда и масса электрона, с - скорость света. В ядерной физике магнитные моменты измеряются в ядерных магнетонах, отличающихся от n_Б заменой массы электрона т на массу протона М:
[ris]

Физич. смысл величины ЦБ легко понять из полуклассич. рассмотрения движения электрона по круговой орбите радиуса r со скоростью v. Такая система аналогична витку с током, сила I к-рого равна заряду, делённому на период вращения: I = ev/2Пr. Согласно клас-сич. электродинамике, магнитный момент витка с током, охватывающего площадь S, равен в системе Гаусса (см. СГС система единиц) n = IS/c = evr/2c, или n = eM_i/2mc, где M_i = mvr - орбитальный момент количества движения электрона. Если учесть, что по квантовым законам орбитальный момент M_i электрона может принимать лишь дискретные значения, кратные постоянной Планка, M_i= lh, где l = О, 1, 2,..., то получится след, выражение:
[ris]

Т. о., магнитный момент электрона, находящегося в состоянии с орбитальным моментом Mi, кратен М. Бора. Следовательно, в данном случае n_б играет роль элементарного магнитного момента - " кванта" магнитного момента электрона.

Помимо орбитального момента количества движения M_i, обусловленного вращением, электрон обладает собственным механич. моментом - спином, равным s = 1/2 (в единицах h). Спиновый магнитный момент n_s = 2n_бs, т. е. в 2 раза больше величины, к-рую следовало ожидать на основании формулы (3), но т. к. s = 1/2, то n_s электрона также равен М. Бора: n_s = n_б. Этот факт непосредственно вытекает из релятивистской квантовой теории электрона, в основе к-рой лежит Дирака уравнение.

Ядерный М. имеет аналогичный смысл: это магнитный момент, создаваемый движением протона (внутри ядра) с орбитальным моментом l = 1. Однако собств. магнитные моменты ядерных частиц - протона и нейтрона, обладающих, как и электрон, спином 1/2, значительно отличаются от тех значений, к-рые они должны были бы иметь по теории Дирака. Аномальные магнитные моменты этих частиц обусловлены их сильным взаимодействием. Д. В. Гальцов.

МАГНЕТОСОПРОТИВЛЕНИЕ, магниторезистивный эффект, изменение электрич. сопротивления твёрдого проводника под действием внешнего магнитного поля. Различают поперечное М., при к-ром электрич. ток течёт перпендикулярно магнитному полю, и продольное М. (ток параллелен магнитному полю). Причина М. - искривление траекторий носителей тока в магнитном поле. У полупроводников относительное изменение сопротивления Др/р в 100 - 10 000 раз больше, чем у металлов, и может достигать сотен %. М. относится к группе гальваномагнитных явлений. М. используется для исследования электронного энергетич. спектра и механизма рассеяния носителей тока кристал-лич. решёткой, а также для измерения магнитных полей.

Лит.: Лифшиц И. М., Аз бель М. Я., Каганов М. И., Электронная теория металлов, М., 1971; Блатт ф., Физика электронной проводимости в твердых телах, пер. с англ., М., 1971; А н с е л ь м А. И., Введение в теорию полупроводников, М.- Л., 1962. Э. М. Эпштейн.

МАГНЕТОХИМИЯ, магнитохим и я, раздел физ. химии, в к-ром изучается связь между магнитными и хим. свойствами веществ; кроме того, М. исследует влияние магнитных полей на хим. процессы. М. опирается на совр. физику магнитных явлений (см. Магнетизм) и кристаллохимию. Изучение связи между магнитными и хим. свойствами позволяет выяснить особенности хим. строения вещества. Для этих целей используют как постоянные, так и переменные магнитные поля. В случае переменных полей необходимо различать магнитные явления, происходящие в отсутствие резонансных эффектов, и явления, непосредственно связанные с резонансом. В первом случае изучение магнитных явлений не отличается в принципе от их исследования в постоянных полях. Наблюдаемые же при определённых условиях в переменных (преим. высокочастотных) полях специфич. эффекты резонансного поглощения веществом электромагнитной энергии потребовали разработки самостоятельных методов исследования (см. Электронный парамагнитный резонанс, Ядерный магнитный резонанс, Ферромагнитный резонанс, Химическая поляризация ядер).

При образовании хим. связи спины валентных электронов приобретают антипараллельную ориентацию, что приводит к взаимной компенсации их магнитных моментов. В силу этого большинство хим. соединений обладает диамагнитными свойствами (см. Диамагнетизм). К диамагнитным веществам относятся, во-первых, ионные соединения (напр., NaCl, KC1), у к-рых электронная структура ионов имитирует электронную структуру атомов благородных газов, и, во-вторых, ковалентные насыщенные неорганич. и особенно органич. соединения (напр., СО₂, СН₄).

При отсутствии взаимной деформации электронных оболочек диамагнитная восприимчивость соединения аддитивно слагается из восприимчивостей атомов или ионов, входящих в его состав. Сопоставление измеренной на опыте диамагнитной восприимчивости соединения с её значением, вычисленным по аддитивной схеме, позволяет обнаружить деформацию электронных оболочек, связанную с особенностями хим. строения. Так, заметное снижение суммарного диамагнетизма органич. соединения вызывается наличием в молекуле двойной связи. Ароматич. связь, характеризующаяся движением делокализованных электронов по ароматич. кольцу, приводит, напротив, к значительному увеличению диамагнетизма и к его анизотропии (магнитная восприимчивость х, измеренная перпендикулярно плоскости ароматич. кольца, значительно превышает восприимчивость Х. измеренную параллельно его плоскости). Указанные закономерности позволяют использовать данные измерения магнитной восприимчивости диамагнитных соединений для идентификации этих соединений и получения ориентировочных сведений о характере хим. связей.

Для веществ с ненасыщенными хим. связями характерно наличие нескомпенсированных магнитных моментов. В состав таких веществ обычно входят атомы переходных элементов (напр., элементов группы железа, редкоземельных элементов). Ионные соединения этого типа обнаруживают обычно парамагнитные свойства (см. Парамагнетизм). Исследование температурного хода магнитной восприимчивости этих веществ позволяет определить величину ионного магнитного момента и судить о валентности составляющих атомов и их электронной структуре. Наиболее часто встречаются, однако, вещества, содержащие атомы переходных элементов, с ковалентной связью. Эти хим. соединения могут быть как парамагнитными, так и ферромагнитными или антиферромагнитными (см. Ферромагнетизм и Ферримагнетизм). В первых двух случаях значение магнитной восприимчивости и её температурный ход позволяют оценить величину эффективного магнитного момента и сделать определённые предположения о характере хим. связи. У ферромагнитных и ферримагнитных соединений по зависимости их магнитных свойств от напряжённости поля и темп-ры также удаётся в ряде случаев определить эффективный магнитный момент иона (или атома) переходного элемента и число неспаренных электронов в нём, т. е. определить его электронную конфигурацию. Такие данные дополняют результаты др. физико-хим. исследований.

Постоянные магнитные поля непосредственно не оказывают влияния ни на характер хим. связи, ни на хим. равновесие. Однако в ряде случаев они могут влиять на кинетику нек-рых хим. процессов.

Существенное влияние на нек-рые физико-хим. процессы в газовой и жидкой фазах могут оказывать внешние магнитные поля, воздействующие на коагуляцию мельчайших частичек железной окалины, зачастую в значит, кол-ве присутствующих в воздухе и воде. Магнетохим. измерения широко применяются для обнаружения этих дисперсных включений и контроля чистоты хим. эксперимента.

Лит.: С е л в у д П., Магнетохимия, пер. с англ., М., 1958; Figgis В. N.. The magnetic properties of transition metal complexes, " Progress in inorganic Chemistry", 1964, v. 6; Haberditzl W., Magneto-chemie, В., 1968; Дорфман Я. Г., Диамагнетизм и химическая связь, М., 1961; Соколик И. А., франкевичЕ. Л., Влияние магнитных полей на фотопроцессы в органических твердых телах, " Успехи физических наук", 1973, т. 111, в. 2. Я. Г. Дорфман.

МАГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ, возникновение в кристаллах намагниченности J при помещении их в электрич. поле Е (J = аЕ). М. э. возможен только в магнитоупорядоченных кристаллах (антиферро-, ферри- и ферромагнетиках). На возможность существования М. э. указали впервые Л.Д. Ландау и Е. М. Лифшиц (1957). И. Е. Дзялошинский (1959) на основании данных о магнитной симметрии кристаллов предсказал, в каких из известных антиферромагнетиков должен наблюдаться М. э. Экспериментально эффект был открыт Д. Н. Астровым (1960) в антиферромагнитном кристалле Сr₂O₃. Величина М. э. невелика. Макс, значение коэфф. а для Сr₂Оз составляет ~ 2*10^-6. Существует и обратный эффект - возникновение электрич. поляризации Р при помещении кристалла в магнитное поле Н (Р = аН).

Лит.: Вонсовский С. В., Магнетизм, М., 1971; Боровик-Романов А. С., Антиферромагнетизм, в сб.; Антиферромагнетизм и ферриты, М., 1962 (Итоги науки. Физико-математические науки, в. 4). А. С. Боровик-Романов.



МАГНЕТРОН [от греч. magnetis - магнит и (элек)трон], в первоначальном и широком смысле слова - коаксиальный цилиндрич. диод в магнитном поле, направленном по его оси; в электронной технике - генераторный электровакуумный прибор СВЧ, в к-ром взаимодействие электронов с электрич. составляющей поля СВЧ происходит в пространстве, где постоянное магнитное поле перпендикулярно постоянному электрич. полю.

Термин " М." был введён амер. физиком А. Халлом (A. Hull), к-рый в 1921 впервые опубликовал результаты теоретических и экспериментальных исследований работы М. в статич. режиме и предложил ряд конструкций М. Генерирование электромагнитных колебаний в дециметровом диапазоне волн (на волнах Л = 29 см) посредством М. открыл и запатентовал в 1924 чехословацкий физик А. Жачек. В 20-е гг. влияние магнитного поля на генерирование колебаний СВЧ исследовали физики: Е. Ха-бан (1924, Германия), А. А. Слуцкин и Д. С. Штейнберг (1926-29, СССР), К. Окабе и X. Яги (1928-29, Япония), И. Ранци (1929, Италия). В 30-е гг. исследования М. как генератора СВЧ велись во мн. странах. Осн. задача этого периода - увеличение выходной мощности генерируемых колебаний - была решена в 1936-37 сов. инженерами Н. Ф. Алексеевым и Д. Е. Маляровым под руководством М. А. Бонч-Бруевича. Они увеличили мощность М. на 2 порядка (до 300 вт на волне 9 см), применив в качестве анода массивный медный блок, содержащий ряд резонаторов. М. такой конструкции называют многорезонаторным. Эта конструкция М. оказалась настолько совершенной, что в последующие годы во всём мире разрабатывались и выпускались только многорезонаторные М. В М. применяют катод, имеющий форму полого цилиндра, внутри к-рого располагается подогреватель. Катод такой формы впервые был предложен для радиоламп сов. академиком А. А. Чернышёвым в 1918. В 30-е гг. мн. инженеры предлагали для М. катоды в форме полого цилиндра, напр. амер. инж. К. Хенсел в 1933 (для М., у к-рого катод окружает анод), амер. инж. Л. Молтер, Дж. Райхман, Р. Гудрич в 1936 (для использования вторичной эмиссии катода в М.), советский инженер В.П. Илясов в 1939 (для многорезонаторного М.).

В 40-70-е гг. в многорезонаторный М. инженерами мн. стран (СССР, Великобритании, США, Японии и др.) был внесён ряд улучшений, были разработаны более тысячи типов многорезонаторных М., в основном для радиолокации. С кон. 60-х гг. резко увеличился выпуск М. непрерывного генерирования колебаний на волне ~ 12 см для нагрева полями СВЧ в печах бытового назначения (мощностью 0, 5- 3 квт) и пром. установках (мощностью 5-100 квт). В 1950- 1970-е гг. на основе многорезонаторного М. был создан ряд приборов для генерации и усиления колебаний СВЧ (см. Магнетронного типа приборы).

Распространение М. вызвано высоким кпд (до 80%), компактностью конструкции и стабильностью работы при сравнительно невысоких анодных напряжениях. В нач. 70-х гг. промышленно развитыми странами выпускаются М. для работы на различных частотах от 0, 5 до 100 Ггц, с мощностями от неск. вт до десятков квт в непрерывном режиме генерирования колебаний и от 10 вт до 5 Мет в импульсном режиме при длительностях импульсов гл. обр. от долей до десятков мксек. М. выпускаются как неперестраиваемые (фиксированная частота), так и перестраиваемые в небольшом диапазоне частот (обычно менее 10%). Для медленной перестройки частоты применяются механизмы, приводимые в движение рукой, для быстрой (до нескольких тысяч перестроек в сек) - ротационные и вибрационные механизмы.

В простейшей конструкции многорезонаторного М. (рис. 1) анодный блок представляет собой массивный медный цилиндр с центр, круглым сквозным отверстием и симметрично расположенными сквозными полостями (от 8 до 40), выполняющими роль объёмных резонаторов. Каждый резонатор соединяется щелью с центр, отверстием, в к-ром расположен катод. Резонаторы образуют кольцевую колебательную систему. Такая система имеет не одну, а неск. резонансных частот, при к-рых на кольцевой колебат. системе укладывается целое число стоячих волн от 1 до N/2 (N - число резонаторов). Наиболее выгодным является вид колебаний, при к-ром число полуволн равно числу резонаторов (т. н. я-вид колебаний). Этот вид колебаний назван так потому, что напряжения СВЧ на двух соседних резонаторах сдвинуты по фазе на я. Для стабильной работы М. (во избежание перескоков во время работы на др. виды колебаний, сопровождающихся изменениями частоты и выходной мощности) необходимо, чтобы ближайшая резонансная частота колебат. системы значительно отличалась от рабочей частоты (примерно на 10%). Т. к. в М. с одинаковыми резонаторами разность этих частот получается недостаточной (рис. 2, в), её увеличивают либо введением связок в виде металлич. колец, одно из к-рых соединяет все чётные, а другое все нечётные ламели анодного блока (рис., 2, б), либо применением разнорезонаторной колебат. системы (чётные резонаторы имеют один размер, нечётные - другой) (рис. 2, в).

Рис. 1. Многорезонаторный магнетрон простейшей конструкции (слева - внешний вид; справа - разрез): 1 - анодный блок с 8 резонаторами типа ель-отверстие; 2 - резонатор; 3 - ламель анодного блока; 4 - связка в виде металлического кольца (второе такое же кольцо расположено на другом торце анодного блока); 5 - катод; 6 - выводы подогревателя катода; 7 - радиатор; 8 - петля связи для вывода энергии СВЧ; 9 - стержень вывода энергии СВЧ для присоединения к коаксиальной линии.

Рис. 2. Виды резонаторных систем магнетрона (а - равнорезонаторная без связок, б - равнорезонаторная со связками, в- разнорезонаторная)и графики разделения их резонансных частот =(f_Пи-f_n)/f_Пи, где f_Пи- частота колебаний, соответствующая я-виду колебаний. f_n - частота колебаний, соответствующая я-му номеру колебаний. В 18-резонаторном магнетроне 9-й вид колебаний является л-видом.

В многорезонаторном М. на электроны, движущиеся в пространстве между катодом и анодным блоком, действуют 3 поля: постоянное электрич. поле, постоянное магнитное поле и электрич. поле СВЧ (резонаторной системы). При перемещении электронов в радиальном направлении (от катода к аноду) энергия источника анодного напряжения преобразуется в кинетич. энергию электронов. Под влиянием постоянного магнитного поля, направленного по оси катода (перпендикулярно постоянному электрич. полю), электроны изменяют направление движения: их радиальная скорость переходит в тангенциальную, перпендикулярную радиальной, Т. к. часть электрич. поля СВЧ через щели резонаторов проникает в пространство анод - катод, то электроны при движении в тангенциальном направлении тормозятся тангенциальной составляющей электрич. поля СВЧ, и поэтому их энергия, полученная от источника постоянного напряжения, преобразуется в энергию колебаний СВЧ. Поле СВЧ дважды за период колебаний меняет направление. Для непрерывного торможения электронов необходимо, чтобы они от одного резонатора к соседнему (в тангенциальном направлении) перемещались за полпериода. Такой синхронизм между перемещением электронов и тормозящим электрич. полем СВЧ является осн. принципом работы многорезонаторного М. Электроны, к-рые попадают в ускоряющее поле СВЧ, увеличивают свою кинетич. энергию и выпадают из синхронизма. Они либо возвращаются на катод, либо попадают в тормозящее поле СВЧ и снова входят в синхронизм.

Рис. 3. Типичная рабочая характеристика импульсного магнетрона. Заштрихованными участками обозначены области отсутствия генерации, сплошными линиями - импульсная выходная мощность Ян и напряжённость постоянного магнитного поля Н, пунктирными линиями - кпд (без учёта мощности подогрева катода).

Типичные характеристики М. приведены на рис. 3. М. начинает работать, когда анодное напряжение достигает значения, соответствующего началу синхронизма. С увеличением напряжения условия синхронизма улучшаются; сила тока, выходная мощность и кпд М. увеличиваются При оптимальных условиях синхронизма кпд М. достигает максимума. Дальнейшее повышение анодного напряжения постепенно ухудшает синхронизм и сопровождается снижением кпд, несмотря на увеличение силы тока и выходной мощности.

Лит.: Алексеев Н. Ф., Маляров Д. Е., Получение мощных колебаний магнетроном в сантиметровом диапазоне волн, " Журнал технической физики", 1940, т. 10, в. 15, с. 1297 - 1300; Фиск Д., X а г-струм Г., Гатман П., Магнетроны, пер. с англ., М., 1948; Бычков С. И., Магнетронные генераторы, Л., 1948; Магнетроны сантиметрового диапазона, пер. с англ., под ред. С. А Зусмановского, ч. 1 - 2, М., 1950-51; Коваленко В. Ф., Введение в электронику сверхвысоких частот, 2 изд., М., 1955; Самсонов Д. Е., Основы расчёта и конструирования многоре-зонаторных магнетронов, М., 1966. S. Ф. Коваленко.

МАГНЕТРОН КОАКСИАЛЬНЫЙ, магнетрон с коаксиальным резонатором, магнетрон, в к-ром вокруг анодного блока расположен коаксиальный резонатор, соединённый щелями с резонаторами анодного блока. Щели, соединяющие коаксиальный резонатор с анодным блоком, прорезаются параллельно оси магнетрона в задних стенках не всех резонаторов, а через один (рис.). М. к. применяются в наземных и бортовых радиолокац. станциях различного назначения. М. к. выпускаются для работы только в импульсном режиме как с механизмами медленной и быстрой перестройки частоты, так и на фиксированных частотах от 2 до 70 Ггц с выходными мощностями от 1 квт до 2 Мет (в импульсе). М. к. был предложен франц, инж. И. Азема в 1950 и более совершенной конструкции - амер. учёными Р. Колье и И. Фейнштейном в 1955.

Схема коаксиального магнетрона: а - вид системы резонаторов; б - вид в поперечном сечении; 1 - резонаторы анодного блока; 2- коаксиальный резонатор; 3- щели, соединяющие резонаторы анодного блока с коаксиальным резонатором; 4 - поршень коаксиального резонатора для перестройки частоты; 5 - окно для вывода мощности колебаний СВЧ; 6 - катод; 7 - полюсные наконечники магнита.

Коаксиальный резонатор в М. к.: а) повышает стабильность его работы (у М. к. уход частоты, вызванный отражением волн от нагрузки, ширина спектра частот и интенсивность боковых лепестков спектра примерно в 5 раз меньше, а уход частоты от изменения силы тока и пропуск импульсов примерно в 10 раз меньше, чем у обычного магнетрона); б) разделяет частоты равнорезонаторного анодного блока настолько, что отпадает необходимость применения связок; в) позволяет увеличить рабочую поверхность катода и анодного блока и за счёт этого снизить плотность электронного потока, увеличить долговечность М. к. в 3- 4 раза по сравнению с обычным магнетроном; г) обеспечивает механич. перестройку частоты на 6-13% перемещением поршня в коаксиальном резонаторе без существенного изменения выходной мощности.

Лит.: Электронные сверхвысокочастотные приборы со скрещенными полями, пер. с англ., под ред. М. М. Федорова, т. 2, М., 1961, с. 119 - 29. В. Ф. Коваленко.

МАГНЕТРОН, НАСТРАИВАЕМЫЙ НАПРЯЖЕНИЕМ, генераторный прибор магнетронного типа, рабочая частота к-рого в широком диапазоне изменяется пропорционально анодному напряжению. Его иногда называют митроном. Явление перестройки частоты магнетрона напряжением впервые обнаружили в 1949 амер. инженеры Д. Уилбур и Ф. Питере. Ими же в 1950 был предложен М., н. н., с центр, катодом и в 1955 - с вынесенной в торец электронной пушкой. М., н. н., выходной мощностью до 1 вт широко применяются в измерит, радиоаппаратуре, в гетеродинах широкополосных радиоприёмников с быстрой перестройкой частоты и в качестве задающих генераторов в радиолокац. станциях, 1 - 10 вт - в радиовысотомерах, телемет-рич. аппаратуре и др. устройствах, где требуется режим частотной модуляции в широкой полосе генерируемых частот, св. 10 вт - в широкополосных радиопередатчиках, телевизионных и телеметрия, устройствах бортовых систем и др. В 50-60-х гг. 20 в. было выпущено много типов М., н. н., работающих на частотах 0, 2-10 Ггц. М., н. н., с выходной мощностью до 1 era (включительно) имеют диапазон перестройки частоты примерно 1-1, 5 октавы, 1-10 вт - до 50% от средней частоты, 10-500 вт - до 10-20%. Кпд маломощных М., н. н., как правило, не превышает 10%, а наиболее мощных достигает 70%.

От обычного многорезонаторного магнетрона М., н. н,, отличается пониженной добротностью колебательной системы и уменьшенной силой электронного тока в пространстве взаимодействия. Колебат. система М., н. н. (рис.), представляет собой цилиндрич. анод, выполненный в виде встречных штырей, встроенных в объёмный резонатор, или отрезок линии, напр, отрезок радиоволновода, полосковой линии и др. Уменьшение силы тока в пространстве взаимодействия М., н н., достигается либо путём недо-грева катода (ограничение эмиссии электронов темп-рой), либо применением торцевой электронной пушки и заменой центр, эмитирующего катода неэмитирующим электродом. Распространён второй способ, т. к, он позволяет посредством управляющего электрода изменять силу тока и, следовательно, мощность М., н. н. Так же, как и в многорезонаторном магнетроне, при генерировании колебаний электронные сгустки движутся с такой тангенциальной скоростью, что за один полупериод колебаний перемещаются на расстояние, равное шагу анодной штыревой системы. Это условие синхронизма выражается следующей линейной зависимостью между анодным напряжением U_a (в) и рабочей частотой