इलेक्ट्रॉन गुणक: Difference between revisions
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[[File:Discrete and Continuous Dynode Systems.jpg|thumb | [[File:Discrete and Continuous Dynode Systems.jpg|thumb|असतत और निरंतर इलेक्ट्रॉन गुणकों के बीच अंतर की तुलना।|225x225px]]'''इलेक्ट्रॉन गुणक''' एक वैक्यूम-नलिका संरचना है जो संयोग आवेश को गुणा करता है।<ref>{{Citation | doi = 10.1063/1.1740838 | title = An Improved Electron Multiplier Particle Counter | year = 1947 | last1 = Allen | first1 = James S. | journal = Review of Scientific Instruments | volume = 18 | pages = 739–749 |bibcode = 1947RScI...18..739A | issue = 10 }}.</ref> द्वितीयक उत्सर्जन नामक प्रक्रिया में, एकल [[इलेक्ट्रॉन]], जब द्वितीयक-उत्सर्जक पदार्थ प्रवाहित किया जाता है, लगभग 1 से 3 इलेक्ट्रॉनों के उत्सर्जन को प्रेरित करता है। यदि इस धातु की प्लेट और किसी अन्य के बीच विद्युत क्षमता क्रियान्वित की जाती है, तो उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन अगली धातु की प्लेट में तेजी लाएंगे और अभी भी अत्यधिक इलेक्ट्रॉनों के द्वितीयक उत्सर्जन को प्रेरित करेंगे। इसे कई बार पुनरावृति किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप धातु एनोड द्वारा एकत्र किए गए इलेक्ट्रॉन अत्यधिक मात्रा में प्रवाहित होता है, सभी को केवल उत्प्रेरित किया जाता है। | ||
== इतिहास == | == इतिहास == | ||
1930 में, रूसी भौतिक विज्ञानी लियोनिद अलेक्सांद्रोविच कुबेत्स्की ने उपकरण का प्रस्ताव दिया, जो | 1930 में, रूसी भौतिक विज्ञानी लियोनिद अलेक्सांद्रोविच कुबेत्स्की ने उपकरण का प्रस्ताव दिया, जो उपकरण के माध्यम से विद्युत क्षमता को बढ़ाकर द्वितीयक इलेक्ट्रॉनों को हटाने के लिए नलिका में [[ अर्थ है |अर्थ है]], या माध्यमिक इलेक्ट्रॉन उत्सर्जकों के साथ संयुक्त या [[ photocathode |फोटोकैथोड]] का उपयोग करता था। इलेक्ट्रॉन गुणक कुल मिलाकर किसी भी संख्या में डायनोड्स का उपयोग कर सकता है, जो गुणांक, σ का उपयोग करता है, और σ<sup>n</sup> प्राप्त होता है जहां n उत्सर्जकों की संख्या है।<ref>{{cite conference |title=फोटोमल्टीप्लायर ट्यूब के आविष्कार के इतिहास पर|url=https://cds.cern.ch/record/923550/files/0601159.pdf |conference=CERN |editor-last=Lubsandorzhiev |editor-first=B.K. |publisher=CERN |place=Institute for Nuclear Research of RAS }}</ref> | ||
== असतत डायनोड == | == असतत डायनोड == | ||
द्वि तियक इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन तब प्रारम्भ होता है जब इलेक्ट्रॉन एक निर्वात कक्ष के अंदर एक डायनोड से टकराता है और इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकालता है जो अत्यधिक डायनोड्स पर कैस्केड करते हैं और प्रक्रिया का फिर से पुनरावृति हैं। डायनोड की स्थापना इसलिए की जाती है जिससे कि हर बार जब कोई इलेक्ट्रॉन दूसरे से टकराए तो उसमें पिछले डायनोड की तुलना में लगभग 100 इलेक्ट्रॉन वोल्ट की वृद्धि होगी। इसका उपयोग करने के कुछ लाभों में पिकोसेकंड में प्रतिक्रिया समय, उच्च संवेदनशीलता और लगभग 10<sup>8</sup> का प्राप्त इलेक्ट्रान सम्मिलित है।<ref> Tao, S., Chan, H., & van der Graaf, H. (2016). Secondary Electron Emission Materials for Transmission Dynodes in Novel Photomultipliers: A Review. Materials, 9(12), 1017. https://doi.org/10.3390/ma9121017</ref> | |||
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== निरंतर डायनोड == | == निरंतर डायनोड == | ||
निरंतर डायनोड प्रणाली अर्धचालक पदार्थ की एक पतली झिल्ली के साथ कांच के आवरण के हॉर्न के आकार की फ़नल का उपयोग करती है। द्वि तियक उत्सर्जन की अनुमति देने के लिए इलेक्ट्रोड में प्रतिरोध बढ़ रहा है। निरंतर डायनोड्स व्यापक अंत में ऋणात्मक उच्च वोल्टेज का उपयोग करते हैं और संकरा अंत में धनात्मक निकट जमीन पर जाते हैं। इस तरह के पहले उपकरण को चैनल इलेक्ट्रॉन गुणक (सीईएम) कहा जाता था। सीइएम को 10<sup>6</sup> का प्राप्त करने के लिए 2-4 किलोवोल्ट इलेक्ट्रॉन की आवश्यकता होती है। | |||
[[Image:Cont dynode detector.jpg|right|thumb|सतत-डायनोड इलेक्ट्रॉन गुणक]] | [[Image:Cont dynode detector.jpg|right|thumb|सतत-डायनोड इलेक्ट्रॉन गुणक|237x237px]] | ||
== [[माइक्रोचैनल प्लेट]] == | == सूक्ष्मचैनल [[माइक्रोचैनल प्लेट|प्लेट]] == | ||
सतत-डायनोड इलेक्ट्रॉन गुणक की | सतत-डायनोड इलेक्ट्रॉन गुणक की अन्य ज्यामिति को सूक्ष्मचैनल प्लेट (एमसीपी) कहा जाता है।<ref>{{Citation | doi = 10.1063/1.1683743 | title = Collection Efficiency of Continuous Dynode Electron Multiple Arrays | year = 1969 | last1 = Burroughs | first1 = E. G. | journal = Review of Scientific Instruments | volume = 40 | issue = 1 | pages = 35–37 |bibcode = 1969RScI...40...35B }}</ref><ref name="wiza">{{Citation | doi = 10.1016/0029-554X(79)90734-1 | title = Microchannel plate detectors | year = 1979 | last1 = Wiza | first1 = Joseph L. | journal = Nuclear Instruments and Methods | volume = 162 | issue = 1–3 | pages = 587–601 |bibcode = 1979NucIM.162..587L | citeseerx = 10.1.1.119.933 }}.</ref> इसे एक साथ निर्मित और समानांतर में संचालित बहुत छोटे निरंतर-डायनोड इलेक्ट्रॉन गुणकों की 2-आयामी समानांतर सरणी माना जा सकता है। प्रत्येक सूक्ष्मचैनल सामान्यतौर पर समानांतर-दीवारों वाला होता है, पतला या फ़नल-जैसा नहीं होता है। एमसीपीएस का निर्माण लेड काँच से किया जाता है और 10<sup>9</sup> Ω के प्रत्येक इलेक्ट्रॉन के बीच का प्रतिरोध करता है। प्रत्येक चैनल का व्यास 10-100 माइक्रोन होता है। सूक्ष्मचैनल प्लेट के लिए इलेक्ट्रॉन लगभग 10<sup>4</sup>-10<sup>7</sup> हो सकता है।<ref name="wiza" /> | ||
[[File:MicrochannelplateWithBreakdown.jpg|thumb|ब्रेकडाउन के साथ माइक्रोचैनल प्लेट]] | [[File:MicrochannelplateWithBreakdown.jpg|thumb|ब्रेकडाउन के साथ माइक्रोचैनल प्लेट|221x221px]] | ||
== अनुप्रयोग == | == अनुप्रयोग == | ||
=== उपकरण === | === उपकरण === | ||
द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री में इलेक्ट्रॉन में गुणक प्रभाव को अधिकांशतः आयनों के संसूचक के रूप में उपयोग किया जाता है जिन्हें किसी प्रकार के द्रव्यमान विश्लेषक द्वारा अलग किया गया है। वे निरंतर-डायनोड प्रकार के हो सकते हैं और घुमावदार हॉर्न-जैसे फ़नल आकार हो सकते हैं या प्रकाश संवर्धक के रूप में असतत डायनोड हो सकते हैं। निरंतर डायनोड इलेक्ट्रॉन के गुणक प्रभाव का उपयोग नासा के मिशनों में भी किया जाता है और गैस क्रोमैटोग्राफी (वर्णलेखिकी) भार स्पेक्ट्रोमीटर (जीसी-एमएस) से जुड़ा होता है, जो वैज्ञानिकों को शनि के सबसे बड़े चंद्रमा टाइटन पर उपस्थित गैसों की मात्रा और प्रकार निर्धारित करने की अनुमति देता है।<ref>{{Cite web|url=https://attic.gsfc.nasa.gov/huygensgcms/MS_Detector_1.htm|title=Mass Spectrometer: Detector|last=Mahaffy|first=Paul|website=NASA}}</ref> | |||
=== रात्रि-दृष्टि === | === रात्रि-दृष्टि === | ||
सूक्ष्मचैनल प्लेट्स का उपयोग रात्रि-दृष्टि गॉगल्स में भी किया जाता है। जैसे ही इलेक्ट्रॉन लाखों चैनलों से टकराते हैं, वे हजारों माध्यमिक इलेक्ट्रॉनों को छोड़ देते हैं। ये इलेक्ट्रॉन तब फॉस्फोर पटल से टकराते हैं जहां वे प्रवर्धित होते हैं और फिर से प्रकाश में परिवर्तित हो जाते हैं। परिणामी छवि मूल को प्रतिरूपित करती है और अंधेरे में अत्यधिक अच्छे दृष्टि की अनुमति देती है, जबकि एमसीपी के लिए वोल्टेज प्रदान करने के लिए केवल छोटे बैटरी पैक का उपयोग करती है।<ref>{{Cite web|url=https://www.photonics.com/Articles/Image_Intensification_The_Technology_of_Night/a25144|title=Image Intensification: The Technology of Night Vision|last=Montoro|first=Harry|website=Photonics}}</ref> | |||
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* [https://web.archive.org/web/20071209005916/http://www.olympusfluoview.com/java/channelpmt/index.html Olympus Tutorial] | * [https://web.archive.org/web/20071209005916/http://www.olympusfluoview.com/java/channelpmt/index.html Olympus Tutorial] | ||
* [https://archive.today/20130202030442/http://www.sge.com/products/electron-multipliers/how-electron-multipliers-work How Discrete Dynode Electron Multipliers work] | * [https://archive.today/20130202030442/http://www.sge.com/products/electron-multipliers/how-electron-multipliers-work How Discrete Dynode Electron Multipliers work] | ||
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Latest revision as of 17:24, 29 August 2023
इलेक्ट्रॉन गुणक एक वैक्यूम-नलिका संरचना है जो संयोग आवेश को गुणा करता है।[1] द्वितीयक उत्सर्जन नामक प्रक्रिया में, एकल इलेक्ट्रॉन, जब द्वितीयक-उत्सर्जक पदार्थ प्रवाहित किया जाता है, लगभग 1 से 3 इलेक्ट्रॉनों के उत्सर्जन को प्रेरित करता है। यदि इस धातु की प्लेट और किसी अन्य के बीच विद्युत क्षमता क्रियान्वित की जाती है, तो उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन अगली धातु की प्लेट में तेजी लाएंगे और अभी भी अत्यधिक इलेक्ट्रॉनों के द्वितीयक उत्सर्जन को प्रेरित करेंगे। इसे कई बार पुनरावृति किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप धातु एनोड द्वारा एकत्र किए गए इलेक्ट्रॉन अत्यधिक मात्रा में प्रवाहित होता है, सभी को केवल उत्प्रेरित किया जाता है।
इतिहास
1930 में, रूसी भौतिक विज्ञानी लियोनिद अलेक्सांद्रोविच कुबेत्स्की ने उपकरण का प्रस्ताव दिया, जो उपकरण के माध्यम से विद्युत क्षमता को बढ़ाकर द्वितीयक इलेक्ट्रॉनों को हटाने के लिए नलिका में अर्थ है, या माध्यमिक इलेक्ट्रॉन उत्सर्जकों के साथ संयुक्त या फोटोकैथोड का उपयोग करता था। इलेक्ट्रॉन गुणक कुल मिलाकर किसी भी संख्या में डायनोड्स का उपयोग कर सकता है, जो गुणांक, σ का उपयोग करता है, और σn प्राप्त होता है जहां n उत्सर्जकों की संख्या है।[2]
असतत डायनोड
द्वि तियक इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन तब प्रारम्भ होता है जब इलेक्ट्रॉन एक निर्वात कक्ष के अंदर एक डायनोड से टकराता है और इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकालता है जो अत्यधिक डायनोड्स पर कैस्केड करते हैं और प्रक्रिया का फिर से पुनरावृति हैं। डायनोड की स्थापना इसलिए की जाती है जिससे कि हर बार जब कोई इलेक्ट्रॉन दूसरे से टकराए तो उसमें पिछले डायनोड की तुलना में लगभग 100 इलेक्ट्रॉन वोल्ट की वृद्धि होगी। इसका उपयोग करने के कुछ लाभों में पिकोसेकंड में प्रतिक्रिया समय, उच्च संवेदनशीलता और लगभग 108 का प्राप्त इलेक्ट्रान सम्मिलित है।[3]
निरंतर डायनोड
निरंतर डायनोड प्रणाली अर्धचालक पदार्थ की एक पतली झिल्ली के साथ कांच के आवरण के हॉर्न के आकार की फ़नल का उपयोग करती है। द्वि तियक उत्सर्जन की अनुमति देने के लिए इलेक्ट्रोड में प्रतिरोध बढ़ रहा है। निरंतर डायनोड्स व्यापक अंत में ऋणात्मक उच्च वोल्टेज का उपयोग करते हैं और संकरा अंत में धनात्मक निकट जमीन पर जाते हैं। इस तरह के पहले उपकरण को चैनल इलेक्ट्रॉन गुणक (सीईएम) कहा जाता था। सीइएम को 106 का प्राप्त करने के लिए 2-4 किलोवोल्ट इलेक्ट्रॉन की आवश्यकता होती है।
सूक्ष्मचैनल प्लेट
सतत-डायनोड इलेक्ट्रॉन गुणक की अन्य ज्यामिति को सूक्ष्मचैनल प्लेट (एमसीपी) कहा जाता है।[4][5] इसे एक साथ निर्मित और समानांतर में संचालित बहुत छोटे निरंतर-डायनोड इलेक्ट्रॉन गुणकों की 2-आयामी समानांतर सरणी माना जा सकता है। प्रत्येक सूक्ष्मचैनल सामान्यतौर पर समानांतर-दीवारों वाला होता है, पतला या फ़नल-जैसा नहीं होता है। एमसीपीएस का निर्माण लेड काँच से किया जाता है और 109 Ω के प्रत्येक इलेक्ट्रॉन के बीच का प्रतिरोध करता है। प्रत्येक चैनल का व्यास 10-100 माइक्रोन होता है। सूक्ष्मचैनल प्लेट के लिए इलेक्ट्रॉन लगभग 104-107 हो सकता है।[5]
अनुप्रयोग
उपकरण
द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री में इलेक्ट्रॉन में गुणक प्रभाव को अधिकांशतः आयनों के संसूचक के रूप में उपयोग किया जाता है जिन्हें किसी प्रकार के द्रव्यमान विश्लेषक द्वारा अलग किया गया है। वे निरंतर-डायनोड प्रकार के हो सकते हैं और घुमावदार हॉर्न-जैसे फ़नल आकार हो सकते हैं या प्रकाश संवर्धक के रूप में असतत डायनोड हो सकते हैं। निरंतर डायनोड इलेक्ट्रॉन के गुणक प्रभाव का उपयोग नासा के मिशनों में भी किया जाता है और गैस क्रोमैटोग्राफी (वर्णलेखिकी) भार स्पेक्ट्रोमीटर (जीसी-एमएस) से जुड़ा होता है, जो वैज्ञानिकों को शनि के सबसे बड़े चंद्रमा टाइटन पर उपस्थित गैसों की मात्रा और प्रकार निर्धारित करने की अनुमति देता है।[6]
रात्रि-दृष्टि
सूक्ष्मचैनल प्लेट्स का उपयोग रात्रि-दृष्टि गॉगल्स में भी किया जाता है। जैसे ही इलेक्ट्रॉन लाखों चैनलों से टकराते हैं, वे हजारों माध्यमिक इलेक्ट्रॉनों को छोड़ देते हैं। ये इलेक्ट्रॉन तब फॉस्फोर पटल से टकराते हैं जहां वे प्रवर्धित होते हैं और फिर से प्रकाश में परिवर्तित हो जाते हैं। परिणामी छवि मूल को प्रतिरूपित करती है और अंधेरे में अत्यधिक अच्छे दृष्टि की अनुमति देती है, जबकि एमसीपी के लिए वोल्टेज प्रदान करने के लिए केवल छोटे बैटरी पैक का उपयोग करती है।[7]
यह भी देखें
- फैराडे कप
- डेली संसूचक
- फोटोनलिका
- फोटो गुणक नलिका
- दीप्ती काउंटर
- लुकास सेल
- ज़ोलटन लाजोस बे (डेवलपर)
संदर्भ
- ↑ Allen, James S. (1947), "An Improved Electron Multiplier Particle Counter", Review of Scientific Instruments, 18 (10): 739–749, Bibcode:1947RScI...18..739A, doi:10.1063/1.1740838.
- ↑ Lubsandorzhiev, B.K. (ed.). फोटोमल्टीप्लायर ट्यूब के आविष्कार के इतिहास पर (PDF). CERN. Institute for Nuclear Research of RAS: CERN.
- ↑ Tao, S., Chan, H., & van der Graaf, H. (2016). Secondary Electron Emission Materials for Transmission Dynodes in Novel Photomultipliers: A Review. Materials, 9(12), 1017. https://doi.org/10.3390/ma9121017
- ↑ Burroughs, E. G. (1969), "Collection Efficiency of Continuous Dynode Electron Multiple Arrays", Review of Scientific Instruments, 40 (1): 35–37, Bibcode:1969RScI...40...35B, doi:10.1063/1.1683743
- ↑ 5.0 5.1 Wiza, Joseph L. (1979), "Microchannel plate detectors", Nuclear Instruments and Methods, 162 (1–3): 587–601, Bibcode:1979NucIM.162..587L, CiteSeerX 10.1.1.119.933, doi:10.1016/0029-554X(79)90734-1.
- ↑ Mahaffy, Paul. "Mass Spectrometer: Detector". NASA.
- ↑ Montoro, Harry. "Image Intensification: The Technology of Night Vision". Photonics.
