Przedmiotem wynalazku jest lampa do wytwarzania krótkich fal elektromagne¬ tycznych.Do wytwarzania nietlumionych krótkich fal elektromagnetycznych stosuje sie jak wiadomo sprzezenie zwrotne, uzywane przy falach dlugich, albo uklad Barkhausena i Kurza, albo tez urzadzenie magnetronowe.Wynalazek dotyczy generatora, który nie pracuje wedlug zadnej z wyzej wymie¬ nionych zasad.W celu wyjasnienia istoty wynalazku, trzeba przypomniec wpierw kilka pojec za¬ sadniczych. Klatka Faradaya posiada te wlasnosc, iz ladunek elektryczny, znajdu¬ jacy sie wewnatrz niej, zachowuje sie w ta¬ ki sposób, jak gdyby znajdowal sie na jej powierzchni. A zatem elektron, znajdujacy sie wewnatrz klatki Faradaya, jest równo¬ znaczny pod wzgledem dzialania na ze¬ wnatrz z elektronem, który znajduje sie na jej powierzchni.Jest rzecza wiadoma, iz pedzacy elek¬ tron, zblizajacy lub oddalajacy sie od prze¬ wodnika, przedstawia soba prad elektrycz¬ ny, plynacy od przewodnika albo plynacy do tego przewodnika.Po uwzglednieniu przytoczonych pojec zasadniczych mozna wyjasnic zasade wy¬ nalazku niniejszego przy pomocy fig. 1,Elektron i, poruszajacy sie po torze kreskowanym, przechodzi przez klatke Fa¬ radaya 2; Na swej drodze lektrón ten daje prad .uj^nmy, plynacy od klatki Faradaya, Z chwila, gdy elektron znajduje sie w punkcie 3, znika nagle ten prad, Ruch elektronu wewnatrz klatki od jej scianki 3 do 4 me ujawnia sie niczym na zewnatrz. Zjawisko jest takie, jak gdyby elektron trafil w punkcie 3 na metal klatki Dopiero, gdy elektron opuszcza ponownie klatke w punkcie 4, powstaje nagle prad w kierunku klatki, poniewaz elektron oddala sie od niej.Najwazniejsza sprawa w calym zagad¬ nieniu jest okres przebywania elektronu w klatce* Okres ten jest proporcjonalny do dlugosci odcinka 3 — 4 i odwrotnie propor¬ cjonalny do szybkosci elektronu. Przy nie¬ zmiennej dlugosci odcinka 3 — 4 okres przebywania zalezy tylko od szybkosci e- lektronu. Jesli klatka Faradaya posiada duzy potencjal dodatni w stosunku do ka¬ tody 5, wysylajacej elektrony, wówczas e- lektrony przebiegaja przez klatke z duza szybkoscia, tak iz okres przebywania elek¬ tronu w klatce bedzie bardzo maly. Od¬ wrotnie, jesli klatka Faradaya otrzyma ma¬ ly potencjal dodatni, wówczas szybkosc e- lektronów w tej klatce bedzie mala, a za¬ tem duzy okres przebywania elektronów w klatce. Jesli do klatki Faradaya beda do¬ prowadzane szybko zmieniajace sie napie¬ cia w postaci drgan wielkiej czestotliwosci, wówczas okres przebywania bedzie zalezal od chwilowego potencjalu, jaki posiada klatka w chwili wchodzenia do niej elek¬ tronu.Najwazniejszym wnioskiem z powyz¬ szych rozwazan jest wniosek nastepujacy.Elektrony, wchodzace do klatki Fara¬ daya w ujemnym pólokresie potencjalów klatki, posiadaja mala szybkosc. Elektrony te opuszcza klatke w wiekszej swej czesci dopiero w nastepnym, dodatnim pólokresie potencjalów. Elektrony, wchodzace do klat¬ ki w dodatnim pólokresie, maja duza szyb¬ kosc, opuszczaja zas klatke w wiekszej swej czesci jeszcze w tym samym dodatnim pólokresie. Przeprowadzajac na podstawie tego rozumowania bilans elektronowy w klatce Faradaya dochodzi sie do wyniku nastepujacego. W dodatnim pólokresie przewaza odplyw, a w ujemnym — doplyw elektronów do klatki. A zatem klatka, na¬ ladowana do potencjalu ujemnego, bedzie jeszcze bardziej ujemna wskutek doplywu elektronów, a naladowana do potencjalu dodatniego bedzie jeszcze bardziej dodat¬ nia wskutek odplywu elektronów. A zatem prad wielkiej czestotliwosci, doprowadza¬ ny do klatki Faradaya, bedzie wzmacniany przy pomocy elektronów. Wynika z tego, ze elektrony oddaja swa energie drganiom wielkiej czestotliwosci oraz podtrzymuja te drgania. Jest rzecza zrozumiala, ze nie potrzeba doprowadzac z zewnatrz do klat¬ ki napiecia zmiennego, omawianego w trak¬ cie powyzszych rozwazan teoretycznych, bowiem drgania wzbudzaja sie same tak, jak w innych generatorach. Jedynie w celu lepszego zrozumienia wynalazku niniejsze¬ go przyjeto istnienie zewnetrznego napiecia zmiennego.Z powyzszego wynika, ze w celu wy¬ twarzania krótkich fal elektromagnetycZ" nych w lampach katodowych w mysl wy¬ nalazku niniejszego stosuje sie klatki Fa¬ radaya jako elektrody metalowe, które sa wzbudzane do drgan przez elektrony, prze¬ biegajace przez te klatki.Ponizej podaje sie jeszcze kilka szcze¬ gólów, które okazaly sie praktyczne przy wykonywaniu wynalazku.W celu wytwarzania fal bardzo krót¬ kich, nalezy osiagnac to, aby doplyw oraz odplyw elektronów z klatki metalowej od¬ bywal sie bardzo szybko. Powyzszy cel o- siagnie sie, jezeli miedzy katoda a klatka metalowa umiesci sie elektrode przyspie¬ szajaca w postaci siatki, naladowanej do duzego potencjalu dodatniego. Siatke te - 2 -mozna umiescic równiez miedzy klatka a anoda albo tez klatke otoczyc siatka, utrzy¬ mywana na potencjale dodatnim.Jest rzecza korzystna skoncentrowac e- lektrony w wiazke przez zastosowanie e- lektrody skupiajacej, otaczajacej katode na wzór cylindra Wehnelta. Dzieki temu mozna zmniejszyc wymiary klatek metalo¬ wych, zmniejszajac tym samym ich pojem¬ nosc. Wymieniona elektroda skupiajaca na¬ daje sie do rozrzadzania wiazki elektro¬ nów. Daje to mozliwosc dogodnej modula¬ cji drgan wytwarzanych. Mozna równiez w jednej lampie katodowej umiescic podwój¬ ny uklad z dwiema klatkami, lezacymi na wprost siebie. Do powyzszych klatek moz¬ na przylaczyc druty Lechera albo inny ob¬ wód drgajacy.Elektrony, które przebiegly przez klat¬ ke metalowa, posiadaja rózne szybkosci.Pewna ich liczba przechodzi przez klatke praktycznie bez strat szybkosci, duza nato¬ miast ich czesc traci na swej szybkosci. Je¬ zeli zatem anoda lampy katodowej bedzie posiadala duzy potencjal dodatni, wówczas dojda do niej wszystkie elektrony. Jednak¬ ze elektrony te rozgrzeja silnie anode, tak iz w lampie powstana duze straty energe¬ tyczne. Jesli natomiast anode bedzie utrzy¬ mywalo sie na potencjale dodatnim^ wiek¬ szym nieco od potencjalu katody, wówczas aczkolwiek bedzie wydzielala sie nieznacz¬ na ilosc ciepla, to jednak do anody nie doj¬ da wszystkie elektrony, gdyz pewna ich liczba przejdzie do siatki, otaczajacej klat¬ ke metalowa, ogrzewajac niepotrzebnie te siatke.Powyzszych wad mozna uniknac, jesli anode umiesci sie nie pionowo, lecz uko¬ snie do przebiegu elektronów. Elektrony/ pedzace z mniejsza szybkoscia, zostana wskutek tego odrzucone w bok, tak iz beda mogly byc zbierane przez dalsza anode do¬ datkowa. Zamiast ukosnej anody mozna stosowac równiez anody, które w przekroju maja ksztalt litery V. Wymieniona anoda dodatkowa w ksztalcie cylindra moze ota¬ czac caly uklad elektrod. Poniewaz anoda ta rozgrzewa sie wskutek strat energetycz¬ nych, przeto moze byc ona ewentualnie chlodzona od zewnatrz woda, powietrzem lub innym czynnikiem, dzieki czemu mozna otrzymywac bardzo duze moce.Opisana powyzej lampa posiada te wa¬ de, iz wskutek uderzenia elektronów z duza szybkoscia o klatki, siatki dodatnie i o ano¬ dy wywiazuje sie wewnatrz niej cieplo. W celu zmniejszenia tej wady proponuje sie, aby klatki, sluzace jako elektrody wzbu¬ dzajace drgania elektryczne, zaopatrzyc w otwory, odpowiadajace przekrojowi wiazki elektronów. Powyzsze otwory, ulatwiajace wchodzenie i wychodzenie wiazce elektro¬ nów, odpowiadaja swym ksztaltem waskim, silnie skupionym wiazkom elektronów, któ¬ rych przekrój moze byc np. prostokatny lub kolisty. Równiez elektrody przyspiesza¬ jace zastepuje sie najlepiej calkowicie lub czesciowo elektrodami, równiez zaopatrzo¬ nymi w otwory do przeplywu elektronów, odpowiadajace przekrojowi wiazki elektro¬ nów.Dzieki zastosowaniu otworów w klat¬ kach metalowych oraz w elektrodach przy¬ spieszajacych osiaga sie to, iz elektrony nie uderzaja prawie wcale w ich czesci meta¬ lowe.W celu zgeszczenia wiazek elektrono¬ wych i zmniejszenia pojemnosci miedzy e- lektroda przyspieszajaca a klatka metalo¬ wa zaleca sie zaopatrzyc w nasadki otwory klatek metalowych oraz elektrod przyspie¬ szajacych lub otwory samych elektrod przyspieszajacych. Powyzsze nasadki mo¬ ga posiadac np. ksztalt lejków, ustawionych prostopadle lub ukosnie do odpowiednich otiyorów.Przy wykonywaniu lampy wedlug wy¬ nalazku okazalo sie rzecza korzystna za¬ stosowac jako anody kilka równoleglych izolowanych od siebie blaszek metalowych, umieszczonych na drodze elektronów, oraz —¦ 3zaopatrzyc te blaszki w otwory, odpowia¬ dajace przekrojowi wiazki elektronów.Blaszki te umieszcza sie przy tym nie pro¬ stopadle, lecz nieco ukosnie do kierunku wiazki promieni elektronowych, a ponadto blaszki te utrzymuje sie stopniowo na po¬ tencjale coraz to nizszym* Dzieki temu tyl¬ ko elektrony o malej szybkosci uderzaja o metal anod* Im wiecej jest tych blaszek, tym mniejsza bedzie ogólna ilosc ciepla, wywiazywanego wskutek uderzenia elek¬ tronów, W celu uzyskania waskich wiazek elektronów zaleca sie nie stosowac w lam¬ pach katodowych specjalnie wysokiej próz¬ ni, gdyz prfcy niezbyt wysokiej prózni osia¬ ga sie pewien jonowy ladunek przestrzen¬ ny, który wyrównywa wzglednie przewyz¬ sza ladunek przestrzenny elektronów.Fig- 2, 3 i 4 przedstawiaja schematycz¬ nie przekroje lamp Wedlug wynalazku, fig. 5 przedstawia w widoku lampe wedlug fig. 4, fig. 6, 7, 8 przedstawiaja schematycznie w przekroju klatke metalowa oraz elektro¬ de przyspieszajaca, a fig. 9 przedstawia schematycznie calkowity uklad elektrod.Wedlug fig. 2 i 3 katoda 5 jest otoczona elektroda 8, skupiajaca i rozrzadzajaca e- lektronami, emitowanymi przez katode. E- lektroda przyspieszajaca 7 o potencjale do¬ datnim udziela elektronom bardzo duzego przyspieszenia, tak iz elektrony te biegna przez metalowe klatki 2 do anod 6, pobu¬ dzajac te klatki do drgan.Wedlug fig. 3 oprócz anod 6, ustawio¬ nych ukosnie do kierunku strumienia elek- tronów, lampa posiada jeszcze anody do¬ datkowe 9, które zbieraja elektrony, bie¬ gnace z mala szybkoscia.Na fig. 4 uwidoczniono, w jaki sposób anoda dodatkowa w postaci metalowego plaszcza cylindrycznego 9' otacza caly u- klad elektrod.Na fig. 5 uwidoczniono druty Lechera 16, polaczone z elektrodami, wzbudzajacy¬ mi drgania (klatkami)* ; Na fig. 6, 7j 8 i 9 przedstawiono rózne mozliwe postacie wykonania klatek meta¬ lowych wzglednie elektrod przyspieszaja* cych, przy czym klatki oznaczono cyfra 2, a elektrody przyspieszajace cyfra 7, Sku¬ pione w wiazke elektrony przechodza w kierunku strzalek przez otwory 11 klatki metalowej i przez otwory 12 elektrod przy- spieszajacyeh. Klatkom metalowym nadaje sie najlepiej ksztalt cylindra, jednak, jak uwidoczniono na fig. 2 i 4, moga one byc wykonane z plaskich blach. Nasadki otwo¬ rów klatek oznaczono liczba 13, a nasadki otworów elektrod przyspieszajacych — liczba 14. Nasadki te moga byc umocowa¬ ne zarówno prostopadle, jak równiez uko¬ snie do otworów odpowiednich klatek wzglednie elektrod przyspieszajacych. Gdy wiazka elektronów posiada przekrój koli¬ sty, wówczas klatki metalowe 2 moga po¬ siadac ksztalt dowolnej bryly obrotowej, przy czym osie ich musza pokrywac sie z osiami wiazki elektronów.Wedlug fig. 9 katode 5, emitujaca elek¬ trony, otoczono ujemna elektroda 8, która skupia w wiazki elektrony. Dodatnia elek¬ troda 7 przyspiesza elektrony, tak iz elek¬ trony te po przejsciu przez klatke metalo¬ wa 2 przebiegaja miedzy umieszczonymi u- kosnie anodami 6. Pierwsza anoda posiada duzy potencjal dodatni, a kazda nastepna coraz to mniejszy. Elektrony, pedzace przez otwory anod, sa hamowane i zawra¬ cane. Elektrony o mniejszej szybkosci za¬ wracaja predzej, a o wiekszej szybkosci — pózniej. Po zawróceniu wskutek ukosnego polozenia plyt elektrony te zostaja skiero¬ wane w bok tak, iz padaja na tylna sciane anody, przez która wlasnie przebiegly. Dro¬ ge elektronów zaznaczono liniami kresko¬ wanymi.Jest rzecza jasna, ze zamiast elektrod 5 i 8, sluzacych do skupiania elektronów w wiazki, mozna stosowac równiez uklady e- lektrod, jakich uzywa sie w lampach rent- genewskich wzglednie w lampach Brau¬ na, - 4 - PL