1. 1
:‫בנושא‬ ‫בפיזיקה‬ ‫גמר‬ ‫עבודת‬
‫יונים‬ ‫קרן‬ ‫של‬ ‫אופטימיזציה‬
‫ויינזון‬ ‫שחף‬ :‫התלמיד‬ ‫שם‬
:‫ת.ז‬
:‫בבית‬ ‫טלפון‬
‫ביה"ס‬ ‫שם‬-."‫"אלדד‬ ‫שנתי‬ ‫שש‬ ‫תיכון‬
:‫ביה"ס‬ ‫סמל‬441097
‫ביה"ס‬ ‫טלפון‬-09-8356560
,‫אביב‬ ‫עופר‬ :‫המנחה‬ ‫שם‬‫בפ‬ ‫דוקטורנט‬‫יזיקה‬
‫המולקולארי‬ ‫הפיזיקה‬ ‫במעבדת‬ ‫בוצעה‬ ‫העבודה‬‫ת‬.‫רחובות‬ ,‫למדע‬ ‫וייצמן‬ ‫במכון‬
‫ו‬ ‫מכון‬‫י‬‫למדע‬ ‫יצמן‬

2. 2
‫תודות‬
:‫הללו‬ ‫והגופים‬ ‫לאנשים‬ ‫הודות‬ ‫התאפשרו‬ ‫הן‬ ‫אך‬ ,‫קלות‬ ‫משימות‬ ‫היו‬ ‫לא‬ ‫העבודה‬ ‫של‬ ‫והביצוע‬ ‫הכתיבה‬
‫מ‬ ‫נדרשה‬ ‫סבלנות‬ ‫כמה‬ ‫יודעים‬ ‫והם‬ ‫אני‬ ‫ורק‬ ,‫השונים‬ ‫העבודה‬ ‫בשלבי‬ ‫בי‬ ‫שתמכה‬ ,‫שלי‬ ‫המשפחה‬.‫הכול‬ ‫על‬ ‫תודה‬ .‫הם‬
.‫הגמר‬ ‫עבודת‬ ‫את‬ ‫לבצע‬ ‫לי‬ ‫שאפשר‬ ,‫וייצמן‬ ‫מכון‬
‫השונים‬ ‫והניסויים‬ ‫המדידות‬ ‫את‬ ‫לבצע‬ ‫לי‬ ‫שאפשר‬ ,‫זייפמן‬ ‫דניאל‬ ‫פרופסור‬ ,‫חלקיקים‬ ‫של‬ ‫לפיזיקה‬ ‫המחלקה‬ ‫ראש‬
.‫בעבודה‬ ‫שמתוארים‬
‫ה‬ ‫במהלך‬ ‫כבעיתיים‬ ‫שהתבררו‬ ‫בנושאים‬ ‫ייעוץ‬ ‫לי‬ ‫וסיפק‬ ‫אותי‬ ‫שהדריך‬ ,‫אביב‬ ‫עופר‬ ,‫שלי‬ ‫המנחה‬‫את‬ ‫להכיר‬ ‫עזר‬ ,‫עבודה‬
Labview‫ו‬-Matlab‫אופן‬ ‫ואת‬ ,‫במעבדה‬ ‫בהן‬ ‫שמשתמשים‬ ‫התוכנות‬ ‫של‬ ‫הפעולה‬ ‫אופן‬ ‫את‬ ‫הסביר‬ ,‫בהן‬ ‫ולהשתמש‬
.‫במערכת‬ ‫הרכיבים‬ ‫רוב‬ ‫של‬ ‫הפעולה‬
] ‫הקוודרופול‬ ‫עדשת‬ ‫של‬ ‫השרטוטים‬ ‫על‬ ‫רפפורט‬ ‫מייקל‬‫ראה‬3.1,[‫עדשת‬Einzel,‫המ‬‫סיט‬‫ה‬‫אנכי‬‫ו‬‫ה‬‫מסיט‬‫ה‬‫אופקי‬‫כמו‬ .-,‫כן‬
‫ל‬ ‫ההסבר‬ ‫על‬.‫הקוודרופול‬ ‫עדשת‬ ‫של‬ ‫הפעולה‬ ‫אופן‬ ‫גבי‬
‫ש‬ ‫בנתניה‬ "‫"אלדד‬ ‫לתיכון‬‫גמר‬ ‫עבודת‬ ‫לבצע‬ ‫האופציה‬ ‫את‬ ‫בפני‬ ‫הציג‬.

3. 3
‫ת‬‫עניינים‬ ‫וכן‬
‫פרק‬1‫מבוא‬ :6-4
1.1‫הקדמה‬5-4
1.2‫העבודה‬ ‫מסתמכת‬ ‫שעליו‬ ‫התיאורטי‬ ‫הידע‬6-5
‫א‬.‫והאלקטרודינאמי‬ ‫האלקטרוסטאטיקה‬ ‫מתורת‬ ‫עובדות‬‫קה‬6-5
‫ב‬.‫האופטיקה‬ ‫מתורת‬ ‫עובדות‬6
‫ג‬.‫המכאניקה‬ ‫מתורת‬ ‫עובדות‬6
1.3‫המושגים‬‫העבודה‬ ‫במהלך‬ ‫בהם‬ ‫שהשתמשתי‬ ‫המפתח‬ ‫ומילות‬6
‫פרק‬2‫ספרות‬ ‫סקר‬ :7
‫פרק‬3:‫המחקר‬ ‫מערך‬25-8
3.1‫הניסוי‬ ‫מערכת‬12-8
3.2‫האופטימאליים‬ ‫העבודה‬ ‫תנאי‬ ‫מציאת‬14-12
3.2.1‫אופטימאלית‬ ‫טמפרטורה‬ ‫מציאת‬13
3.2.2‫אופטימאלי‬ ‫האצה‬ ‫מתח‬ ‫מציאת‬14-13
3.2.3‫המיינן‬ ‫על‬ ‫אופטימאלי‬ ‫זרם‬ ‫מציאת‬14
3.3‫נתונים‬ ‫סדרת‬ ‫של‬ ‫מקסימום‬ ‫למציאת‬ ‫אלגוריתם‬15-14
3.4‫אופטימאלי‬ ‫מתח‬ ‫למציאת‬ ‫בסיסי‬ ‫אלגוריתם‬15
3.5‫הרכיבים‬ ‫על‬ ‫המתחים‬ ‫כיול‬17-16
3.6‫מהרכיבים‬ ‫אחד‬ ‫כל‬ ‫של‬ ‫האופטימאליים‬ ‫המתחים‬ ‫תחום‬ ‫מציאת‬18
3.7‫מסוים‬ ‫לרכיב‬ ‫אופטימיזציה‬ ‫תוכנות‬20-19
3.7.1‫ראשונה‬ ‫אופטימיזציה‬ ‫תוכנת‬19
3.7.2‫שנייה‬ ‫אופטימיזציה‬ ‫תוכנת‬20
3.8‫על‬ ‫האופטימיזציה‬ ‫תוכנת‬FC 221
3.9‫על‬ ‫האופטימיזציה‬ ‫תוכנת‬FC 423-22
3.10‫הסו‬ ‫התוכנה‬‫פית‬25-24
‫פרק‬4‫האופטימיזציה‬ ‫תוכנות‬ ‫ייעול‬ :34-26
4.1‫ייעול‬Focus FC 228-26
4.2‫ייעול‬Focus FC 434-28
‫פרק‬5:‫מהן‬ ‫הנובעות‬ ‫והמסקנות‬ ‫האופטימיזציה‬ ‫בתוצאות‬ ‫דיון‬35
‫פרק‬6‫בעבודה‬ ‫בעקבות‬ ‫נוספים‬ ‫חקר‬ ‫לנושאי‬ ‫המלצות‬ :36
‫פרק‬7‫סיכום‬ :‫ומסקנות‬37
‫ביבליוגרפיה‬38
:‫נספחים‬
‫נספח‬1-Block Diagrams‫ב‬ ‫התוכנות‬ ‫של‬-Labview‫איתן‬ ‫שעבדתי‬47-39

4. 4
‫פ‬‫רק‬1‫מבוא‬ :
1.1‫הקדמה‬‫לעבודה‬:
‫ליי‬ ‫בכדי‬ ‫יונים‬ ‫במקור‬ ‫משתמשות‬ ‫בפיזיקה‬ ‫מחקר‬ ‫מעבדות‬‫במלכודת‬ .‫יונים‬ ‫במלכודות‬ ‫אותם‬ ‫וללכוד‬ ‫שונים‬ ‫מסוגים‬ ‫יונים‬ ‫צר‬
.‫לייזר‬ ‫בעזרת‬ ‫היונים‬ ‫יציבות‬ ‫על‬ ‫למידה‬ ‫כמו‬ ,‫ומדידות‬ ‫ניסויים‬ ‫עליהם‬ ‫לבצע‬ ‫אפשר‬
‫מסוג‬ ‫יונים‬ ‫במקור‬ ‫משתמשים‬ ‫עבדתי‬ ‫שבה‬ ‫במעבדה‬Sputter Source‫שיוצאת‬ ‫היונים‬ ‫קרן‬ ‫את‬ .‫רציפה‬ ‫יונים‬ ‫קרן‬ ‫ליצור‬ ‫בכדי‬
‫במלכ‬ ‫לוכדים‬ ‫מהמקור‬) ‫אלקטרוסטאטית‬ ‫יונים‬ ‫ודת‬Electrostatic Ion Beam Trap.(
‫כ‬ ‫הוא‬ ,‫למלכודת‬ ‫ועד‬ ‫היונים‬ ‫ממקור‬ ,‫הקרן‬ ‫מסלול‬ ‫אורך‬-8‫גלאים‬ .‫הקרן‬ ‫עוצמת‬ ‫את‬ ‫שמודדים‬ ‫גלאים‬ ‫פזורים‬ ‫ולאורכו‬ ,‫מטרים‬
) "‫פרדיי‬ ‫"כוסות‬ ‫נקראים‬ ‫אלו‬Faraday Cups‫מח‬ ‫בתוכנת‬ ‫עיבוד‬ ‫עוברת‬ ‫בגלאי‬ ‫נקלטת‬ ‫שהיא‬ ‫כפי‬ ‫הקרן‬ ‫עוצמת‬ .(‫שמקבלת‬ ‫שב‬
.‫הזמן‬ ‫של‬ ‫כפונקציה‬ ‫הקרן‬ ‫עוצמת‬ ‫את‬ ‫ומציגה‬ ‫מהגלאים‬ ‫הזרם‬ ‫קריאת‬ ‫את‬
‫סוג‬ ‫או‬ ‫המערכת‬ ‫שבתוך‬ ‫הלחץ‬ ‫כמו‬ ,‫היונים‬ ‫במקור‬ ‫השוררים‬ ‫בתנאים‬ ‫רבה‬ ‫במידה‬ ‫תלויים‬ ‫וצורתה‬ ‫כיוונה‬ ,‫הקרן‬ ‫עוצמת‬
‫החלקי‬ ‫עם‬ ‫יתנגשו‬ ‫שבתוכה‬ ‫היונים‬ ,‫אוויר‬ ‫למשל‬ ,‫גזי‬ ‫בתווך‬ ‫נעה‬ ‫היונים‬ ‫קרן‬ ‫וכאשר‬ ,‫היונים‬‫תרד‬ ‫הקרן‬ ‫ועוצמת‬ ‫שבאוויר‬ ‫קים‬
,‫נמוך‬ ‫בלחץ‬ ‫בתווך‬ ‫עובר‬ ‫הקרן‬ ‫מסלול‬ ‫לכן‬ .‫ניכרת‬ ‫במידה‬Torr7
10−
.‫זניחה‬ ‫החלקיקים‬ ‫כמות‬ ‫שבו‬ ,
‫הוכנסו‬ ‫התבדרותה‬ ‫את‬ ‫למזער‬ ‫ובכדי‬ ,‫אור‬ ‫לקרן‬ ‫בדומה‬ ,‫מעוצמתה‬ ‫מאבדת‬ ‫היא‬ ‫מסוים‬ ‫מרחק‬ ‫לאחר‬ ‫כלומר‬ ,‫מתבדרת‬ ‫היונים‬ ‫קרן‬
‫רכיבים‬ ‫הקרן‬ ‫מסלול‬ ‫לתוך‬‫בעזרת‬ .‫עדשות‬ ‫למשל‬ ,‫אופטיים‬ ‫לרכיבים‬ ‫שלהם‬ ‫הפעולה‬ ‫בדרך‬ ‫שדומים‬ ‫שונים‬ ‫אלקטרוסטאטיים‬
‫תהליך‬ .‫גדולה‬ ‫יונים‬ ‫כמות‬ ‫ולקבל‬ ‫הקרן‬ ‫התבדרות‬ ‫את‬ ‫ניכרת‬ ‫במידה‬ ‫להקטין‬ ‫ניתן‬ ,‫הללו‬ ‫מהרכיבים‬ ‫אחד‬ ‫כל‬ ‫על‬ ‫המתחים‬ ‫שינוי‬
‫נקרא‬ ‫זה‬‫היונים‬ ‫קרן‬ ‫של‬ ‫אופטימיזציה‬.
‫ב‬ ‫האופטימיזציה‬ ‫תהליך‬ ,‫היום‬ ‫עד‬‫וטעייה‬ ‫ניסוי‬ ‫דרך‬ ,‫ידנית‬ ‫וצע‬-‫ע"י‬ ‫הקרן‬ ‫עוצמת‬ ‫של‬ ‫מקומי‬ ‫מקסימום‬ ‫מציאת‬ ,‫כלומר‬
‫ראה‬ ,‫המערכת‬ ‫רכיבי‬ ‫על‬ ‫מפורט‬ ‫]למידע‬ ‫אחר‬ ‫ברכיב‬ ‫שימוש‬ ‫ואח"כ‬ ,‫מסוים‬ ‫ברכיב‬ ‫שימוש‬3.1-.[‫הניסוי‬ ‫מערכת‬
‫סדר‬ .‫ביחד‬ ‫הרכיבים‬ ‫כל‬ ‫השפעת‬ ‫מהי‬ ‫לדעת‬ ‫ניתן‬ ‫לא‬ ‫אולם‬ ,‫ידועה‬ ‫הקרן‬ ‫על‬ ‫בנפרד‬ ‫רכיב‬ ‫כל‬ ‫של‬ ‫השפעתו‬‫שנעשה‬ ‫השימוש‬
.‫היונים‬ ‫לקרן‬ ‫אופטימיזציה‬ ‫לבצע‬ ‫מדי‬ ‫רב‬ ‫זמן‬ ‫נדרש‬ ‫ולרוב‬ ,‫אקראי‬ ‫הוא‬ ‫השונים‬ ‫באלמנטים‬
‫בשפת‬ ,‫האופטימיזציה‬ ‫את‬ ‫אוטומאטית‬ ‫בצורה‬ ‫שתבצע‬ ‫תוכנה‬ ‫המנחה‬ ‫עם‬ ‫כתבתי‬ ,‫הזה‬ ‫הקושי‬ ‫על‬ ‫להתגבר‬ ‫בכדי‬Labview.
Labview]1,2[
‫חשמל‬ ‫רכיבים‬ ‫על‬ ‫לשלוט‬ ‫ניתן‬ ‫שבעזרתה‬ ‫תכנות‬ ‫שפת‬ ‫היא‬,‫מתח‬ ‫ספקי‬ ‫או‬ ‫לחץ‬ ‫מודדי‬ ‫כמו‬ ,‫במעבדה‬ ‫יים‬
‫כבר‬ ‫ומדענים‬ ‫מהנדסים‬ ‫של‬ ‫בשימוש‬ ‫ונמצאת‬20‫את‬ ‫לכתוב‬ ‫שבמקום‬ ‫בכך‬ ‫לחוקרים‬ ‫רבה‬ ‫ונוחיות‬ ‫גמישות‬ ‫מאפשרת‬ ‫היא‬ .‫שנים‬
.‫תמונה‬ ‫בעזרת‬ ‫מיוצג‬ ‫רכיב‬ ‫שכל‬ ‫כך‬ ,‫וויזואלית‬ ‫בצורה‬ ‫אותה‬ ‫לכתוב‬ ‫ניתן‬ ,‫מילולי‬ ‫בקוד‬ ‫הניסוי‬ ‫מערכת‬
‫את‬ ‫הופכת‬ ‫הנ"ל‬ ‫העובדה‬Labview‫כמו‬ ‫תכנות‬ ‫בשפות‬ ‫נרחב‬ ‫ידע‬ ‫לו‬ ‫אין‬ ‫אם‬ ‫שגם‬ ‫מכיוון‬ ,‫למשתמש‬ ‫ידידותית‬ ‫לתוכנה‬C‫או‬
FORTRAN‫הצלמיות‬ ‫עם‬ ‫היכרות‬ ‫מתוך‬ ‫רק‬ ,‫אמת‬ ‫בזמן‬ ‫מניסוי‬ ‫אותות‬ ‫ולעבד‬ ‫לנתח‬ ‫שמסוגלות‬ ‫תוכנות‬ ‫ליצור‬ ‫יכול‬ ‫הוא‬ ,
.‫כותב‬ ‫שהוא‬ ‫בתוכנה‬ ‫ותפקודן‬
‫ב‬ ‫תוכנה‬ ‫תת‬ ‫או‬ ‫לתוכנה‬ ‫שנשלח‬ ‫המידע‬-Labview‫בת‬ ‫עובר‬‫ובזכותו‬ ,‫המשתמש‬ ‫ע"י‬ ‫לשינוי‬ ‫שניתן‬ ‫זמון‬Labview‫לבצע‬ ‫יכולה‬
‫בו‬ ‫משימות‬ ‫של‬ ‫רב‬ ‫מספר‬-,‫בה‬ ‫שעבדתי‬ ‫במעבדה‬ .‫זמנית‬Labview‫הקריאה‬ ‫את‬ ‫וקיבלה‬ ‫הרכיבים‬ ‫של‬ ‫המתח‬ ‫ספקי‬ ‫על‬ ‫שלטה‬
‫האופטימיזצי‬ ‫תהליך‬ ‫את‬ ‫לבצע‬ ‫יכולתי‬ ‫ודרכה‬ ,‫הגלאים‬ ‫של‬‫ה‬.
‫שמתוארי‬ ‫ובמדידות‬ ‫בניסויים‬ ‫שנאסף‬ ‫המידע‬ ‫את‬ ‫ניתחתי‬:‫תוכנות‬ ‫שתי‬ ‫בעזרת‬ ‫בעבודה‬ ‫ם‬
-‫היא‬ ‫הראשונה‬ ‫התוכנה‬Matlab]3,4[
.‫נתונים‬ ‫של‬ (‫)מספרי‬ ‫נומרי‬ ‫לניתוח‬ ‫ותוכנה‬ ‫תכנות‬ ‫שפת‬ ‫שהיא‬ ,
‫חברת‬ ‫ע"י‬ ‫נוצרה‬ ‫היא‬MATHWORKS‫של‬ ‫אמת‬ ‫בזמן‬ ‫גרפים‬ ‫שרטוט‬ ,‫מטריצות‬ ‫של‬ ‫ושינויים‬ ‫מניפולציות‬ ‫מאפשרת‬ ‫והיא‬ ,
‫ולעב‬ ‫לתקשר‬ ‫מסוגלת‬ ‫והיא‬ ‫פונקציות‬ ‫או‬ ‫ניסויים‬‫איש‬ ‫ממיליון‬ ‫יותר‬ ‫של‬ ‫בשימוש‬ ‫נמצאת‬ ‫היא‬ .‫אחרות‬ ‫תוכנות‬ ‫עם‬ ‫במקביל‬ ‫וד‬
.‫באוניברסיטאות‬ ‫נומרית‬ ‫ואנליזה‬ ‫ליניארית‬ ‫אלגברה‬ ‫בלימודי‬ ‫נרחב‬ ‫בשימוש‬ ‫נמצאת‬ ‫היא‬ ‫וכיום‬ ,‫ובתעשייה‬ ‫באקדמיה‬
-‫נקראת‬ ‫הנתונים‬ ‫לניתוח‬ ‫השתמשתי‬ ‫שבה‬ ‫השנייה‬ ‫התוכנה‬Graph‫גרפים‬ ‫ולשרטוט‬ ‫נתונים‬ ‫לניתוח‬ ‫שמיועדת‬ ,‫פונקציות‬ ‫של‬
‫של‬ ‫מזו‬ ‫פחותה‬ ‫שלה‬ ‫הדיוק‬ ‫רמת‬ .‫גיאומטריים‬ ‫ומקומות‬Matlab.‫ותיכון‬ ‫ביניים‬ ‫חטיבת‬ ‫לתלמידי‬ ‫מיועדת‬ ‫והיא‬ ,
‫בידי‬ ‫שנוצרה‬ ,‫חינמית‬ ‫תוכנה‬ ‫זו‬Ivan Johansen.
‫באחת‬ ‫להתחשב‬ ‫שיש‬ ‫כיוון‬ ‫במיוחד‬ ‫מסובכת‬ ‫עבודה‬ ‫היא‬ ‫היונים‬ ‫לקרן‬ ‫אופטימיזציה‬ ‫ביצוע‬-‫תל‬ ‫שחלקן‬ ‫חופש‬ ‫דרגות‬ ‫עשרה‬‫ויות‬
,‫במערכת‬ ‫האופטיים‬ ‫האלמנטים‬ ‫הן‬ ‫הראשונות‬ ‫החופש‬ ‫דרגות‬ ‫שבעת‬ .‫הקרן‬ ‫ועוצמת‬ ‫כיוון‬ ‫על‬ ‫ושולטות‬ ‫בשנייה‬ ‫האחת‬
‫על‬ ‫שמאופיינים‬-‫כמו‬ .‫אליהם‬ ‫שמסופקים‬ ‫המתחים‬ ‫ידי‬-‫הקרן‬ ‫לעוצמת‬ ‫ההגעה‬ ‫מהירות‬ ‫את‬ ‫הקובע‬ ,‫באלמנטים‬ ‫השימוש‬ ‫סדר‬ ,‫כן‬
‫האחר‬ ‫החופש‬ ‫דרגות‬ .‫נוספת‬ ‫חופש‬ ‫דרגת‬ ‫הוא‬ ,‫האופטימאלית‬‫היונים‬ ‫במקור‬ ‫התנאים‬ ‫הן‬ ‫ונות‬-.‫האצה‬ ‫ומתח‬ ,‫טמפרטורה‬ ,‫לחץ‬
‫לדרגת‬ ‫אופטימיזציה‬ ‫שמבצעת‬ ‫תוכנית‬ ‫תת‬ ‫המנחה‬ ‫עם‬ ‫כתבתי‬ :‫הדרגתי‬ ‫פתרון‬ ‫של‬ ‫גישה‬ ‫לנקוט‬ ‫יש‬ ‫הזה‬ ‫הסיבוך‬ ‫את‬ ‫לפשט‬ ‫כדי‬
‫על‬ ‫ביותר‬ ‫הטובה‬ ‫העבודה‬ ‫נקודת‬ ‫את‬ ‫שתמצא‬ ,‫תוכנה‬ ‫ממנה‬ ‫ניצור‬ ,‫מכן‬ ‫ולאחר‬ ‫פעם‬ ‫בכל‬ ‫אחת‬ ‫חופש‬FC 2‫מכן‬ ‫ולאחר‬‫על‬FC
4‫גדולים‬ ‫ומתחים‬ ‫מאחר‬ ,‫לעבוד‬ ‫יכול‬ ‫המשתמש‬ ‫שבו‬ ‫מתחים‬ ‫טווח‬ ‫להגדיר‬ ‫צריך‬ ‫הללו‬ ‫לתוכנות‬ .‫האפשרי‬ ‫ביותר‬ ‫הקצר‬ ‫בזמן‬
.‫לרכיבים‬ ‫יזיקו‬ ‫מדי‬

5. 5
‫היונים‬ ‫מקור‬
Extractor
‫עדשת‬Einzel
‫קרן‬ ‫מסיטי‬
FC 2
‫מגנט‬
‫עדשת‬‫קוודרופול‬
FC 4
‫קרן‬ ‫מסיטי‬
‫יונים‬ ‫מלכודת‬
:‫היונים‬ ‫קרן‬ ‫מסלול‬ ‫של‬ ‫תרשים‬ ‫להלן‬
‫המחשב‬ ‫כאשר‬ ,‫וולטים‬ ‫אלפי‬ ‫לעשרות‬ ‫עשרות‬ ‫בין‬ ‫הם‬ ‫האופטיים‬ ‫האלמנטים‬ ‫על‬ ‫המתחים‬‫שבין‬ ‫בטווח‬ ‫אות‬ ‫מוציא‬10‫ל‬-0‫האות‬ .
‫על‬ ‫אלמנט‬ ‫לכל‬ ‫האופייני‬ ‫בתחום‬ ‫שנמצא‬ ‫למתח‬ ‫מתורגם‬ ‫הזה‬-‫ב‬ ‫תוכנית‬ ‫ישנה‬ .‫שלו‬ ‫המתח‬ ‫ספק‬ ‫ידי‬-Labview‫על‬ ‫ששולטת‬
.‫מוציא‬ ‫שהספק‬ ‫המתח‬ ‫על‬ ‫משוב‬ ‫ממנה‬ ‫לקבל‬ ‫שניתן‬ ‫כך‬ ,‫המתח‬ ‫ספקי‬ ‫קריאות‬ ‫את‬ ‫ומקבלת‬ ‫הרכיבים‬ ‫של‬ ‫המתחים‬
‫המחקר‬ ‫מטרות‬
1.‫מק‬ ‫על‬ ‫התנאים‬ ‫מציאת‬.(‫האופטיים‬ ‫הרכיבים‬ ‫)ללא‬ ‫מקסימאלית‬ ‫עוצמה‬ ‫ישנה‬ ‫לקרן‬ ‫בהם‬ ,‫היונים‬ ‫ור‬
2.‫על‬ ‫אופטימיזציה‬ ‫שתבצע‬ ‫תוכנה‬ ‫כתיבת‬FC 4‫התנאים‬ ‫את‬ ‫שתמצא‬ ,(‫אדם‬ ‫יד‬ ‫מגע‬ ‫)ללא‬ ‫אוטומאטית‬ ‫בצורה‬
.‫הקרן‬ ‫של‬ ‫המקסימאלית‬ ‫לעוצמה‬ ‫האופטימאליים‬
3..‫האופטימיזציה‬ ‫תוכנת‬ ‫עבור‬ ‫למשתמש‬ ‫וידידותי‬ ‫נוח‬ ‫ממשק‬ ‫יצירת‬
‫בעבודתי‬.‫מקסימאלית‬ ‫עוצמה‬ ‫ישנה‬ ‫לקרן‬ ‫שבהם‬ ,‫העבודה‬ ‫תנאי‬ ‫את‬ ‫ומצאתי‬ ‫אותה‬ ‫ייעלתי‬ ,‫הנ"ל‬ ‫התוכנה‬ ‫בכתיבת‬ ‫חלק‬ ‫לקחתי‬
1.2‫העבודה‬ ‫מתבססת‬ ‫שעליו‬ ‫התיאורטי‬ ‫הידע‬
‫א‬.:‫והאלקטרודינאמיקה‬ ‫האלקטרוסטאטיקה‬ ‫מתורת‬ ‫עובדות‬
‫א‬‫היא‬ ‫בחשמל‬ ‫הבסיסיות‬ ‫התופעות‬ ‫חת‬‫זהי‬ ‫שמטענים‬‫סימן‬‫ושמטענים‬ ,‫השני‬ ‫את‬ ‫אחד‬ ‫דוחים‬‫שוני‬‫סימן‬.‫השני‬ ‫את‬ ‫אחד‬ ‫מושכים‬
‫שארל‬ ‫בשם‬ ‫צרפתי‬ ‫מדען‬ ‫שביצע‬ ‫מפורסם‬ ‫ניסוי‬ ‫בעקבות‬ ‫חיזוק‬ ‫קיבלה‬ ‫הזו‬ ‫התופעה‬-.‫קולון‬ ‫דה‬ ‫אוגוסטין‬‫הוא‬ ‫הניסוי‬ ‫בעקבות‬
.‫מהשני‬ ‫אחד‬ ‫מסוים‬ ‫במרחק‬ ‫בריק‬ ‫שנמצאים‬ ‫מטענים‬ ‫שני‬ ‫בין‬ ‫שפועל‬ ‫הכוח‬ ‫של‬ ‫גודלו‬ ‫את‬ ‫שמתאר‬ ,‫קולון‬ ‫חוק‬ ‫את‬ ‫ביסס‬
‫ונ‬ ‫הניסוי‬ ‫ביצוע‬ ‫אופן‬‫למסקנה‬ ‫הגיע‬ ‫קולון‬ ,‫רבים‬ ‫ניסויים‬ ‫שלאחר‬ ‫אציין‬ ‫אך‬ ,‫העבודה‬ ‫מתחום‬ ‫חורגים‬ ‫יתוחו‬]5[
,‫הכוח‬ ‫גודל‬ ‫כי‬
‫מטענים‬ ‫שני‬ ‫בין‬ ‫שפועל‬1q‫ו‬-2q‫במרחק‬ ‫שנמצאים‬d) ‫הוא‬ ‫מהשני‬ ‫אחד‬1(
2
21
04
1
d
qq
FE
⋅
⋅=
πε
r
‫כאשר‬ ,EF
r
‫הוא‬
‫המטענים‬ ‫בסימן‬ ‫תלוי‬ ‫הכוח‬ ‫כיוון‬ .‫המטענים‬ ‫שני‬ ‫בין‬ ‫שפועל‬ ‫הכוח‬ ‫גודל‬-‫זהו‬ ,(‫פרוטונים‬ ‫שני‬ ,‫)לדוגמה‬ ‫סימן‬ ‫זהי‬ ‫המטענים‬ ‫כאשר‬
‫קבוע‬ ‫של‬ ‫גודלו‬ .‫שלילי‬ ‫שסימנו‬ ‫משיכה‬ ‫כוח‬ ‫זהו‬ ,(‫ואלקטרון‬ ‫פרוטון‬ ‫)כמו‬ ‫סימן‬ ‫שוני‬ ‫המטענים‬ ‫כאשר‬ .‫חיובי‬ ‫וסימנו‬ ‫דחייה‬ ‫כוח‬
‫בריק‬ ‫קולון‬,
04
1
πε
‫ביחידות‬ ,SI‫הוא‬2
2
9
109
C
mN ⋅
⋅‫באוויר‬ ‫וערכו‬ ,‫נמדד‬ ‫הוא‬ ‫שבו‬ ‫התווך‬ ‫סוג‬ ‫לפי‬ ‫משנה‬ ‫הקבוע‬ ‫של‬ ‫ערכו‬ .
.‫בריק‬ ‫לערכו‬ ‫בקירוב‬ ‫שווה‬
) ‫בנוסחה‬ ‫כמובא‬ ,‫החוק‬1‫מעלה‬ ‫המובאת‬ ‫הנוסחה‬ ,‫מאיצים‬ ‫או‬ ‫נעים‬ ‫המטענים‬ ‫כאשר‬ .‫נייחים‬ ‫המטענים‬ ‫כאשר‬ ‫ורק‬ ‫אך‬ ‫תקף‬ ,(
‫נע‬‫של‬ ‫היחסות‬ ‫תורת‬ ‫במסגרת‬ ‫נעשה‬ ‫לנוסחה‬ ‫התיקון‬ .‫לעצמם‬ ‫מסביב‬ ‫יוצרים‬ ‫שהמטענים‬ ‫מגנטיים‬ ‫שדות‬ ‫בגלל‬ ‫מדויקת‬ ‫לא‬ ‫שית‬
.‫לעבודה‬ ‫רלוונטי‬ ‫לא‬ ‫הוא‬ ‫אך‬ ,‫אינשטיין‬
‫של‬ ‫המרכוז‬ ‫ובעקרון‬ ‫האופטיים‬ ‫המסיטים‬ ‫ע"י‬ ‫הקרן‬ ‫בהסטת‬ ‫הוא‬ ‫בעבודתי‬ ‫קולון‬ ‫חוק‬ ‫של‬ ‫היישום‬‫עדשת‬Einzel.
‫איור‬1.1.1-‫במערכת‬ ‫היונים‬ ‫קרן‬ ‫מסלול‬

6. 6
‫כמו‬-‫ל‬ ‫בחוק‬ ‫השתמשתי‬ ,‫כן‬‫ורנץ‬]6[
‫שלפיו‬ ,-BvqF
rrr
×⋅=‫פרק‬ ‫ראה‬ ,‫זו‬ ‫בנוסחה‬ ‫השימוש‬ ‫]על‬3‫סעיף‬ ,1‫כאשר‬ ,[‫המגנט‬ ‫על‬
F,‫החלקיק‬ ‫על‬ ‫שפועל‬ ‫הכוח‬ ‫הוא‬q,‫החלקיק‬ ‫מטען‬ ‫הוא‬v‫ו‬ ‫החלקיק‬ ‫מהירות‬ ‫היא‬-B.‫המגנטי‬ ‫השדה‬ ‫עוצמת‬ ‫היא‬
‫באי‬ ‫כמודגם‬ ,‫מעגל‬ ‫קשת‬ ‫היא‬ ‫מגנטי‬ ‫בשדה‬ ‫שמוסטים‬ ‫חלקיקים‬ ‫של‬ ‫המסלול‬ ‫צורת‬‫ור‬1.2.1
,‫המגנטי‬ ‫השדה‬ ‫עוצמת‬ ‫את‬ ‫למצוא‬ ‫בשביל‬B‫שמסתם‬ ‫יונים‬ ‫קרן‬ ‫להסטת‬ ‫שדרוש‬ ,m,
‫מטענם‬q‫היא‬ ‫הממוצעת‬ ‫ומהירותם‬v‫שרדיוסו‬ ‫מעגלי‬ ‫למסלול‬ ,r‫איעזר‬ ,
‫לורנץ‬ ‫חוק‬ ‫לפי‬ .‫נוסחאות‬ ‫במספר‬-)2(( )BvEqF
rrrr
×+⋅=‫במגנט‬ .
‫מתקיים‬-0=E
r
‫ו‬ ,-vB
rr
⊥.) ‫הוא‬ ‫הצנטריפוגלי‬ ‫הכוח‬3(
r
v
mF
2
⋅=‫מהשוואת‬ .‫חוק‬
‫נקבל‬ ‫הצנטריפוגלי‬ ‫והכוח‬ ‫לורנץ‬-)4(
qr
mv
B
⋅
=) ,‫קינטית‬ ‫לאנרגיה‬ ‫הנוסחה‬ ‫לפי‬ .5(2
2
v
m
EK ⋅=‫נושא‬ ‫שינוי‬ ‫ובעזרת‬ ,
‫ש‬ ‫נקבל‬ ‫נוסחה‬-
m
E
v K2
=‫בנוסח‬ ‫נציב‬ .) ‫ה‬4‫ונקבל‬ (-)6(K
K
E
qr
m
qr
m
E
m
B 2
2
⋅
⋅
=
⋅
⋅
=‫ישר‬ ‫יחס‬ ‫קיים‬ ‫כלומר‬ ,
.‫הקרן‬ ‫של‬ ‫הקינטית‬ ‫האנרגיה‬ ‫ולשורש‬ ‫המסה‬ ‫לשורש‬ ‫המגנטי‬ ‫השדה‬ ‫בין‬
‫ב‬.:‫האופטיקה‬ ‫מתורת‬ ‫עובדות‬
.‫מסוימת‬ ‫בנקודה‬ ‫תתמקד‬ ‫דרכה‬ ‫העוברת‬ ‫אור‬ ‫שקרן‬ ,‫כזה‬ ‫הוא‬ ‫מרכזות‬ ‫עדשות‬ ‫של‬ ‫הפעולה‬ ‫אופן‬
‫עדשה‬ ‫דרך‬ ‫עוברת‬ ‫מקבילה‬ ‫אור‬ ‫קרן‬ ‫אם‬‫משתנה‬ ‫והוא‬ ‫המוקד‬ ‫רוחק‬ ‫נקרא‬ ‫זה‬ ‫מרחק‬ .‫מסוימת‬ ‫בנקודה‬ ‫מתרכזת‬ ‫היא‬ ,‫שכזו‬
‫ב‬ ‫הוא‬ ‫המדעי‬ ‫סימונו‬ .‫לעדשה‬ ‫מעדשה‬-f.
‫ובגודלו‬ ‫מהעדשה‬ ‫העצם‬ ‫במרחק‬ ‫מאוד‬ ‫תלויה‬ ‫מרכזת‬ ‫בעדשה‬ ‫שנוצרת‬ ‫הדמות‬-‫כך‬ ,‫העדשה‬ ‫למוקד‬ ‫יותר‬ ‫קרוב‬ ‫שהעצם‬ ‫ככל‬
.‫מהעדשה‬ ‫יותר‬ ‫רב‬ ‫במרחק‬ ‫ונוצרת‬ ‫יותר‬ ‫גדולה‬ ‫דמותו‬
‫באיור‬1.1.2:‫מרכזת‬ ‫עדשה‬ ‫ידי‬ ‫על‬ ‫מקבילה‬ ‫אור‬ ‫קרן‬ ‫מרכוז‬ ‫של‬ ‫המחשה‬ ‫ישנה‬
‫ג‬.:‫מהמכאניקה‬ ‫עובדות‬
‫לפי‬‫ניוטון‬ ‫של‬ ‫השני‬ ‫החוק‬,‫בנוסחה‬ ‫או‬ ,‫בתאוצתו‬ ‫מסתו‬ ‫של‬ ‫מכפלה‬ ‫הוא‬ ‫בתנועתו‬ ‫גוף‬ ‫על‬ ‫שפועל‬ ‫הכוח‬-amF
rr
⋅=‫כאשר‬ ,
F
r
,‫הגוף‬ ‫על‬ ‫שפועל‬ ‫השקול‬ ‫הכוח‬ ‫גודל‬ ‫הוא‬m‫ו‬ ‫הגוף‬ ‫מסת‬ ‫היא‬-a
r
,‫קבוע‬ ‫כוח‬ ‫בהשפעת‬ ‫נע‬ ‫גוף‬ ‫כאשר‬ ,‫לכן‬ .‫הגוף‬ ‫תאוצת‬ ‫היא‬
‫נע‬ ‫הוא‬‫בתאוצה‬.
‫במסתם‬ ‫שתלויה‬ ‫בתאוצה‬ ‫נעים‬ ‫היונים‬ ‫לכן‬ ,‫בהתאמה‬ ‫וחשמליים‬ ‫מגנטיים‬ ‫כוחות‬ ‫היונים‬ ‫על‬ ‫פועלים‬ ‫וחשמליים‬ ‫מגנטיים‬ ‫בשדות‬
.‫המדוברים‬ ‫השדות‬ ‫ועוצמת‬
1.3‫בעבודה‬ ‫בהם‬ ‫שהשתמשתי‬ ‫המפתח‬ ‫ומילות‬ ‫המושגים‬
1.‫גאוסיאן‬]7[
-‫להצגת‬ ‫או‬ ‫נתונים‬ ‫לניתוח‬ ‫ביניהם‬ ,‫רבים‬ ‫שימושים‬ ‫לה‬ ‫שיש‬ ‫פונקציה‬ ‫היא‬ ‫הגאוסיאן‬ ‫פונקצית‬
‫הדומה‬ ‫צורתו‬ ‫בגלל‬ ‫זאת‬ ,"‫גאוס‬ ‫"פעמון‬ ‫לגאוסיאן‬ ‫קוראים‬ ‫לרוב‬ .‫באוכלוסיה‬ ‫מסוימת‬ ‫תכונה‬ ‫של‬ ‫התפלגות‬
‫יש‬ ‫הגאוסיאן‬ ‫לפונקצית‬ .‫לפעמון‬‫היא‬ ‫הגאוסיאן‬ ‫משוואת‬ .‫שלו‬ ‫המוחלט‬ ‫המקסימום‬ ‫נקודת‬ ,‫אחת‬ ‫קיצון‬ ‫נקודת‬
‫מהצורה‬-)6(
2
2
2
)(
2
1 σ
µ
πσ
−
−
⋅
⋅
=
x
ey‫כאשר‬ ,σ‫ו‬ ‫התקן‬ ‫סטיית‬ ‫את‬ ‫מייצגת‬-µ‫מיקום‬ ‫את‬ ‫מייצג‬
.‫הגאוסיאן‬ ‫של‬ ‫המקסימום‬
2.‫אופטימיזציה‬]8[
-‫במתמט‬ ‫ענף‬ ‫היא‬ ‫אופטימיזציה‬‫של‬ ‫המוחלט‬ ‫המינימום‬ ‫ו/או‬ ‫המקסימום‬ ‫במציאת‬ ‫העוסק‬ ‫יקה‬
‫כמו‬ .‫מסוימים‬ ‫אילוצים‬ ‫תחת‬ ‫פונקציה‬-‫תוכנות‬ ‫בייעול‬ ‫העוסק‬ ,‫המחשב‬ ‫במדעי‬ ‫ענף‬ ‫גם‬ ‫היא‬ ‫אופטימיזציה‬ ,‫כן‬-
.‫באלגוריתם‬ ‫מסוים‬ ‫דיוק‬ ‫על‬ ‫שמירה‬ ‫תוך‬ ‫פעולתם‬ ‫זמן‬ ‫קיצור‬
3.FC-FC‫של‬ ‫קיצור‬ ‫הוא‬Faraday Cup‫ראה‬ ,‫פעולתו‬ ‫אופן‬ ‫על‬ ‫למידע‬ .3.1-.‫הניסוי‬ ‫מערכת‬
‫איור‬1.1.2-‫של‬ ‫המחשה‬
‫מקבילה‬ ‫אור‬ ‫קרן‬ ‫מרכוז‬
‫בעזרת‬‫מרכזת‬ ‫עדשה‬
‫איור‬1.2.1-‫קרן‬ ‫הסחת‬ ‫של‬ ‫המחשה‬
.‫מגנטי‬ ‫שדה‬ ‫נמצא‬ ‫שבו‬ ‫באזור‬ ‫יונים‬

7. 7
‫פרק‬2‫ספרות‬ ‫סקר‬ :
‫תהליך‬ ‫היא‬ ‫יונים‬ ‫לקרן‬ ‫אופטימיזציה‬‫בעצמה‬ ‫מבצעת‬ ‫חלקיקים‬ ‫מאיץ‬ ‫הכוללת‬ ‫מעבדה‬ ‫שכל‬‫מוזכרת‬ ‫והיא‬ ,‫בספרות‬
.‫המדעית‬‫להיעזר‬ ‫יכולתי‬ ‫לא‬‫ב‬‫הללו‬ ‫אזכורים‬‫מ‬‫משתמשים‬ ‫מאיץ‬ ‫שבכל‬ ‫כיוון‬‫שונה‬ ‫בציוד‬.‫לכן‬‫ליישם‬ ‫ניתן‬ ‫לא‬‫את‬
‫בעבודה‬ ‫שביצעתי‬ ‫האופטימיזציה‬‫על‬‫אחרים‬ ‫מאיצים‬,‫ו‬‫ב‬ ‫נעזרתי‬ ‫לא‬‫אזכורי‬‫ם‬.‫העבודה‬ ‫כתיבת‬ ‫במהלך‬ ‫הללו‬

8. 8
‫פרק‬3‫המחקר‬ ‫מערך‬ :
3.1‫הניסוי‬ ‫מערכת‬
.‫שלהם‬ ‫הפעולה‬ ‫ועקרונות‬ ,‫שבמערכת‬ ‫הרכיבים‬ ‫על‬ ‫פירוט‬ ‫להלן‬
‫היונים‬ ‫מקור‬]9[
‫מסוג‬ ‫יונים‬ ‫מקור‬ ‫ישנו‬ ‫במעבדה‬ :Sputter source‫שמיי‬ ,.(‫בהמשך‬ ‫הסבר‬ ‫)ראה‬ ‫צזיום‬ ‫בעזרת‬ ‫יונים‬ ‫צר‬
‫בתמונה‬3.1.1‫נ‬‫את‬ ‫לראות‬ ‫יתן‬‫כוסית‬.‫הצזיום‬
‫המקור‬ ‫בתוך‬) ‫מנחושת‬ ‫קתודה‬ ‫ישנה‬‫תמונה‬ ‫ראה‬3.1.2‫מקצותיה‬ ‫באחד‬ .(‫רוצים‬ ‫שממנו‬ ‫החומר‬ ‫נמצא‬‫יונים‬ ‫ליצור‬,‫דחוס‬
‫בהברג‬ ‫אותו‬ ‫להוריד‬ ‫שניתן‬ ‫בחלק‬ ‫חרוט‬ ‫בצורת‬.‫ה‬‫החומר‬‫הוא‬ ‫בשימוש‬ ‫ביותר‬ ‫השכיח‬‫א‬‫לומיניום‬]10[
‫שמסתו‬ ,
‫היא‬Amu27.‫במעבדה‬ ‫איתם‬ ‫שעובדים‬ ‫החומרים‬ ‫משאר‬ ‫יותר‬ ‫זמין‬ ‫והוא‬ ‫מאחר‬ ,
‫את‬ ‫מחממים‬‫ה‬ ‫כוסית‬‫תמונה‬ ‫)ראה‬ ‫צזיום‬3.1.1(-‫והצזיום‬‫מתאדה‬‫ו‬‫מת‬‫שבנוי‬ ‫למיינן‬ ,‫בצינורית‬ ‫לנוע‬ ‫חיל‬‫מקור‬ ‫בתוך‬
.‫היונים‬‫תמונה‬ ‫)ראה‬ ‫המיינן‬3.1.3(‫יחסית‬ ‫גבוהה‬ ‫בטמפרטורה‬ ‫נשמר‬,‫מעלות‬ ‫מאות‬ ‫של‬ ‫גודל‬ ‫מסדר‬,‫הצזיום‬ ‫וכשאדי‬
.‫חיוביים‬ ‫ליונים‬ ‫והופכים‬ ‫אלקטרון‬ ‫מאבדים‬ ‫חלקם‬ ,‫בו‬ ‫מתנגשים‬
‫פוטנציאלים‬ ‫הפרש‬‫של‬V4200‫לקתודה‬ ‫המיינן‬ ‫בין‬‫מא‬‫יץ‬‫אליה‬‫ה‬ .‫היונים‬ ‫את‬‫יונים‬‫החומר‬ ‫בתוך‬ ‫חור‬ ‫קודחים‬‫ויוצרים‬
‫כמו‬ ,‫שונות‬ ‫ובמסות‬ ‫שונים‬ ‫במטענים‬ ‫שליליים‬ ‫יונים‬−
2Al‫או‬−2
3Al.
‫מסוימים‬ ‫רכיבים‬ ,‫מאוד‬ ‫גבוהים‬ ‫במתחים‬ ‫עובד‬ ‫שהמקור‬ ‫מכיוון‬.‫להינתך‬ ‫ועלולים‬ ‫מתחממים‬ ,‫בחרוט‬ ‫החומר‬ ‫כמו‬ ,‫במערכת‬
‫של‬ ‫בטמפרטורה‬ ‫מים‬ ‫זורמים‬ ‫שבהן‬ ‫קטנות‬ ‫צינוריות‬ ‫ברכיב‬ ‫מובנות‬ ,‫מכך‬ ‫להימנע‬ ‫בכדי‬C°14.‫הרכיב‬ ‫את‬ ‫שמקררים‬
‫ניתן‬ ‫שבעזרתה‬ ,‫אוויר‬ ‫קירור‬ ‫מערכת‬ ‫יש‬ ‫הצזיום‬ ‫לכוסית‬‫בתוכ‬ ‫ששוררת‬ ‫הטמפרטורה‬ ‫על‬ ‫לשלוט‬‫ה‬ ‫כמות‬ ‫ועל‬ ‫ה‬‫צזיום‬
‫ראה‬ ,‫נושא‬ ‫]באותו‬ ‫ממנה‬ ‫שתצא‬3.2-.[‫האופטימאליים‬ ‫העבודה‬ ‫תנאי‬ ‫מציאת‬
‫תמונה‬2..13-‫הקתודה‬ ‫תמונה‬.1.13-‫הצזיום‬ ‫כוסית‬
‫תמונה‬3.1.3-:‫היונים‬ ‫מקור‬ ‫רכיבי‬
‫הצזיום‬ ‫וכוסית‬ ‫המיינן‬ ,‫הקתודה‬
‫כוסית‬‫הצזיום‬
‫מיינן‬
‫קתודה‬

9. 9
‫ה‬-Extractor‫תמונה‬ ‫)ראה‬3.1.4(‫פוטנציאלים‬ ‫הפרש‬ ‫נמצא‬ ‫שבו‬ ‫רכיב‬ ‫הוא‬‫של‬ ‫גודל‬ ‫מסדר‬‫וולטים‬ ‫אלפי‬ ‫עשרות‬,‫שמאיץ‬
‫ה‬ ‫על‬ ‫עובדים‬ ‫שבו‬ ‫המתחים‬ ‫תחום‬ .‫היונים‬ ‫קרן‬ ‫את‬ ‫וממרכז‬-Extractor‫הוא‬KVV 300 ≤≤
‫עדשת‬Einzel:,‫מרכזת‬ ‫עדשה‬ ‫היא‬ ‫הזו‬ ‫העדשה‬‫מ‬ ‫שמורכבת‬‫מסוים‬ ‫לפוטנציאל‬ ‫טעון‬ ‫המרכזי‬ ‫הגליל‬ ‫כאשר‬ ,‫גלילים‬ ‫שלושה‬
‫האחרים‬ ‫והשניים‬-.‫מוארקים‬
‫קרן‬ ‫כאשר‬‫של‬‫יונים‬‫דרכ‬ ‫עוברת‬ ‫שליליים‬.‫לקרן‬ ‫בינו‬ ‫החשמלית‬ ‫הדחייה‬ ‫בגלל‬ ,‫עובייה‬ ‫את‬ ‫מקטין‬ ‫הראשון‬ ‫הגליל‬ ,‫ה‬‫משם‬,
‫ונהי‬ ‫המרכזי‬ ‫לגליל‬ ‫נמשכת‬ ‫הקרן‬‫אותה‬ ‫וממרכז‬ ‫הקרן‬ ‫את‬ ‫דוחה‬ ‫האחרון‬ ‫הגליל‬ .‫יותר‬ ‫עבה‬ ‫ית‬.‫מספר‬ ‫באיור‬3.1.1‫מופיעה‬
,‫רוחב‬ ‫בחתך‬ ‫הנ"ל‬ ‫התהליך‬ ‫של‬ ‫המחשה‬‫ו‬‫בתמונה‬3.1.6.‫העדשה‬ ‫של‬ ‫שרטוט‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬‫עם‬ ‫עובדים‬ ‫שבו‬ ‫המתחים‬ ‫תחום‬
‫עדשת‬Einzel‫הוא‬KVV 30 ≤≤
‫הקרן‬ ‫מסיטי‬-,‫ניסוי‬ ‫במהלך‬‫אנ‬‫אופטי‬ ‫לאלמנט‬ ‫או‬ ‫למלכודת‬ ‫שתגיע‬ ‫בשביל‬ ,‫הקרן‬ ‫תנועת‬ ‫כיוון‬ ‫את‬ ‫לשנות‬ ‫צריכים‬ ‫חנו‬
‫מסוים‬‫במסיטי‬ ‫שימוש‬ ‫ע"י‬ ‫להשיג‬ ‫ניתן‬ ‫זאת‬ .‫במערכת‬‫לוחות‬ ‫לקבל‬ ‫זהה‬ ‫עקרון‬ ‫על‬ ‫שפועלים‬ ‫קרן‬-‫שביניהן‬ ‫מתכת‬ ‫לוחות‬
.‫חשמלי‬ ‫שדה‬ ‫שורר‬
‫כאשר‬‫היונים‬ ‫קרן‬‫מו‬ ‫היא‬ ,‫למסיט‬ ‫נכנסת‬,‫החיובי‬ ‫הלוח‬ ‫לכיוון‬ ‫סחת‬‫ועל‬-‫יד‬‫אפשר‬ ‫הלוחות‬ ‫בין‬ ‫ששורר‬ ‫השדה‬ ‫עוצמת‬ ‫שינוי‬ ‫י‬
‫ש‬ ‫כך‬ ‫הקרן‬ ‫מסלול‬ ‫את‬ ‫לכוון‬‫תתקבל‬‫מקס‬ ‫עוצמה‬ ‫עם‬ ‫קרן‬.‫ימאלית‬
,‫החשמלי‬ ‫השדה‬ ‫עוצמת‬E‫הוא‬ ‫קבל‬ ‫לוחות‬ ‫בין‬ ‫ששורר‬ ,-)7(
d
v
E =‫כאשר‬ ,v‫בין‬ ‫הפוטנציאלים‬ ‫הפרש‬ ‫הוא‬‫לוחות‬
‫ו‬ ‫הקבל‬-d‫הוא‬ ‫המסיטים‬ ‫עם‬ ‫עובדים‬ ‫בו‬ ‫המתחים‬ ‫תחום‬ .‫ביניהם‬ ‫המרחק‬ ‫הוא‬VVV 250250 ≤≤−
‫איור‬3.1.1-‫המרכוז‬ ‫אפקט‬
‫של‬‫עדשת‬Einzel.
‫תמונה‬3.1.8-.‫המסיטים‬ ‫של‬ ‫שרטוט‬
‫האופקי‬ ‫המסיט‬ ‫נמצא‬ ‫מימין‬‫נמצא‬ ‫ומשמאל‬ ,
‫ה‬ ‫המסיט‬.‫אנכי‬
‫ת‬‫מונה‬4..13–Extractor‫היונים‬ ‫ומקור‬
Extractor
‫היונים‬ ‫מקור‬
‫תמונה‬3.1.5-‫ה‬ ‫של‬ ‫המתח‬ ‫ספק‬-
Extractor‫חברת‬ ‫מתוצרת‬ ,
Glassman High Voltages
‫תמונה‬3.1.7-‫של‬ ‫המתח‬ ‫ספק‬‫עדשת‬
Einzel‫חברת‬ ‫מתוצרת‬ ,Glassman
High Voltages
‫איור‬3.1.2-.‫בקבל‬ ‫הקרן‬ ‫הסטת‬ ‫של‬ ‫המחשה‬
.‫פרבולי‬ ‫מעקום‬ ‫חלק‬ ‫הוא‬ ‫הקרן‬ ‫תנועת‬ ‫מסלול‬
‫תמונה‬3.1.6–‫עדשת‬Einzel.
‫תמונה‬3.1.9-‫של‬ ‫המתח‬ ‫מספקי‬ ‫אחד‬
‫חברת‬ ‫מתוצרת‬ ,‫המסיטים‬Kikusui

10. 10
‫המגנט‬-,‫אלקטרומגנט‬ ‫זהו‬ .‫למלכודת‬ ‫שייכנס‬ ‫היון‬ ‫מסת‬ ‫את‬ ‫לקבוע‬ ‫ניתן‬ ‫ובעזרתו‬ ,‫במערכת‬ ‫מסות‬ ‫כבורר‬ ‫משמש‬ ‫המגנט‬
‫נ‬ ‫עליו‬ ‫המתח‬ ‫שינוי‬ ‫בעזרת‬ ‫ולכן‬.‫שלו‬ ‫המגנטי‬ ‫השדה‬ ‫את‬ ‫לשנות‬ ‫יתן‬
‫בי‬ ‫להפריד‬ ‫ניתן‬ ‫שבעזרתו‬ ‫היא‬ ‫הניסוי‬ ‫במערכת‬ ‫מאוד‬ ‫שימושי‬ ‫אותו‬ ‫שעושה‬ ‫המגנט‬ ‫של‬ ‫נוספת‬ ‫תכונה‬‫שונים‬ ‫מטענים‬ ‫ן‬
‫ובעזרת‬ ,‫שונות‬ ‫ומסות‬) ‫נוסחה‬5.‫א‬ ‫בסעיף‬ ‫שפותחה‬ (1.2‫יונים‬ ‫המכילה‬ ‫קרן‬ ‫בה‬ ,‫המגנטי‬ ‫השדה‬ ‫עוצמת‬ ‫את‬ ‫לחשב‬ ‫ניתן‬
‫יוני‬ ‫)כמו‬ ‫מסוימים‬−
2lA‫המערכת‬ ‫לתוך‬ ‫יוסטו‬ (‫בתמונה‬ .3.1.13‫הערכים‬ ‫תחום‬ .‫המגנט‬ ‫של‬ ‫המתח‬ ‫ספק‬ ‫את‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬
‫בין‬ ‫הוא‬ ‫המגנט‬ ‫עם‬ ‫עובדים‬ ‫בו‬0‫ל‬-1,000,000‫כאשר‬ ,‫הערכים‬‫פרופורציוני‬‫ים‬‫לעוצמ‬‫ו‬‫המגנטי‬ ‫השדה‬ ‫ת‬‫שמתקבלות‬.
‫עדשת‬‫קוודרופול‬)Quadruple(-‫מ‬ ‫הזה‬ ‫הרכיב‬‫השם‬ ‫)ומכאן‬ ‫מתכת‬ ‫גלילי‬ ‫של‬ ‫חתיכות‬ ‫מארבעה‬ ‫ורכב‬Quadruple-
‫תמונות‬ ‫ראה‬ .‫סטים‬ ‫בשלושה‬ ‫שמסודרים‬ ,(‫קטבים‬ ‫ארבעה‬3.1.12,3.1.13‫ו‬-3.1.1.14:‫להמחשה‬
‫מרכוז‬ ‫עוברת‬ ‫היא‬ ‫הראשון‬ ‫בסט‬ ,‫הקוודרופול‬ ‫לעדשת‬ ‫נכנסת‬ ‫היונים‬ ‫קרן‬ ‫כאשר‬‫על‬‫מישור‬yz‫הח‬ ‫)כיוונו‬‫ציר‬ ‫של‬ ‫יובי‬y
‫באיור‬ ‫כמתואר‬ ,(‫מהדף‬ ‫יוצא‬3.1.3:
,‫שלילי‬ ‫מטענה‬ ‫כי‬ ,‫השליליות‬ ‫מהאלקטרודות‬ ‫נדחית‬ ‫הקרן‬.‫למישור‬ ‫משתנה‬ ‫צורתה‬ ‫ולכן‬‫על‬‫קרן‬‫ניסויים‬ ‫לבצע‬ ‫ניתן‬ ‫כזו‬
‫כגון‬ ,‫שונים‬.‫אלקטרונים‬ ‫קרן‬ ‫עם‬ ‫שלה‬ ‫האינטראקציה‬ ‫חקירת‬
‫איור‬3.1.3-‫במרכוז‬ '‫א‬ ‫שלב‬
,‫למישור‬ ‫משתנה‬ ‫הקרן‬ ‫צורת‬ .‫הקרן‬
.‫עבה‬ ‫בקו‬ ‫בשרטוט‬ ‫המיוצג‬
+
--
+
‫תמונה‬.10.13-‫המגנט‬
‫מהמקור‬ ‫יונים‬ ‫קרן‬
‫היונים‬ ‫מלכודת‬ ‫אל‬
‫תמו‬‫נה‬3.1.12-‫של‬ ‫שרטוט‬
‫במערכת‬ ‫הקוודרופול‬ ‫עדשת‬
‫תמונה‬3.1.13-‫של‬ ‫הסט‬
‫הקוודרופול‬ ‫עדשת‬
‫תמונה‬3.1.14-‫עדשת‬ ‫של‬ ‫סכמה‬
‫המערכת‬ ‫בתוך‬ ‫הקוודרופול‬
‫תמונה‬3.1.11-,‫המגנט‬ ‫של‬ ‫המתח‬ ‫ספק‬
‫חברת‬ ‫מתוצרת‬Dan Physic.

11. 11
‫ל‬ ‫נכנסת‬ ‫הקרן‬ ,‫השני‬ ‫בשלב‬‫ה‬ ‫ציר‬ ‫על‬ ‫אותה‬ ‫שממרכז‬ ‫סט‬-x‫באיור‬ ‫כמתואר‬4.3.1:
‫לישר‬ ‫משתנה‬ ‫הקרן‬ ‫צורת‬ ,‫זה‬ ‫בשלב‬-‫ה‬ ‫ציר‬ ‫על‬ ‫מפוקסת‬ ‫שהקרן‬ ‫מכיוון‬-y‫היא‬ ‫כאשר‬ ‫זה‬ ‫בציר‬ ‫מתבדרת‬ ‫ולא‬ ‫כמעט‬ ‫היא‬ ,
.‫הקוודרופול‬ ‫של‬ ‫השני‬ ‫לסט‬ ‫נכנסת‬
‫אחרי‬‫קרן‬ ‫כמסיט‬ ‫שמתפקד‬ ,‫האחרון‬ ‫לקוודרופול‬ ‫ממשיכה‬ ‫הקרן‬ ,‫הסטים‬ ‫שני‬ ‫על‬ ‫המרכוז‬,‫הקרן‬ ‫מסלול‬ ‫את‬ ‫להטות‬ ‫ניתן‬ ‫ובו‬
‫ל‬ ‫בדומה‬‫מסיטים‬‫החשמליים‬‫באיור‬ ‫כמתואר‬ ,3.1.5:
‫שמטענה‬ ,‫הקרן‬ .‫הפוכים‬ ‫במטענים‬ ‫טעונים‬ ‫הנגדיים‬ ‫המוטות‬ ‫כאשר‬ ‫קורה‬ ‫הנ"ל‬ ‫באיור‬ ‫המתואר‬ ‫האפקט‬‫נמשכת‬ ,‫שלילי‬
‫ב‬ ‫המוטות‬ ‫של‬ ‫בפוטנציאלים‬ ‫רבה‬ ‫במידה‬ ‫תלויים‬ ‫ההסטה‬ ‫וזווית‬ ‫הקרן‬ ‫מסלול‬ ‫צורת‬ .‫חיובי‬ ‫במטען‬ ‫הטעונים‬ ‫למוטות‬‫מסיט‬
‫במרחב‬ ‫הקרן‬ ‫ובמיקום‬‫ש‬.‫האלקטרודות‬ ‫בין‬
‫בתמונה‬3.1.15‫לראות‬ ‫ניתן‬.‫הקוודרופול‬ ‫עדשת‬ ‫של‬ ‫המתח‬ ‫ספק‬ ‫את‬
‫הגלאים‬-‫הקר‬ ‫עוצמת‬ ‫את‬ ‫מודדים‬ ‫אנחנו‬" ‫שנקראים‬ ‫גלאים‬ ‫בעזרת‬ ‫ן‬Faraday Cups"‫של‬ ‫בצורה‬ ‫שבנויים‬ ,‫כוסית‬
‫בתמונות‬ ‫כמופיע‬ ,‫ממתכת‬3.1.16‫ו‬-3.1.17‫כ‬ .‫אשר‬‫פוגעת‬ ‫היונים‬ ‫קרן‬‫ב‬-FC,‫החשמלי‬ ‫מטענה‬ ‫את‬ ‫לו‬ ‫מוסרת‬ ‫היא‬
)‫אלקטרונים‬(,‫היא‬ ‫שלו‬ ‫הרגישות‬ ‫שסף‬ ‫פיקואמפרמטר‬ ‫בעזרת‬ ‫מודדים‬ ‫שאותו‬A12
10−
.
+
-
‫אי‬‫ור‬3.1.5-‫הקרן‬ ,‫הזה‬ ‫בסט‬ :‫הקרן‬ ‫הסטת‬
‫את‬ .‫החיוביות‬ ‫האלקטרודות‬ ‫לכיוון‬ ‫מוסחת‬
‫שינוי‬ ‫בעזרת‬ ‫לקבוע‬ ‫ניתן‬ ‫ההסחה‬ ‫גודל‬
.‫האלקטרודות‬ ‫על‬ ‫המתחים‬
-
+
‫איור‬3.1.4-.‫הקרן‬ ‫במרכוז‬ '‫ב‬ ‫שלב‬
‫המיוצג‬ ,‫ישר‬ ‫של‬ ‫צורה‬ ‫מקבלת‬ ‫הקרן‬
.‫הקוודרופול‬ ‫במרכז‬ ‫הנקודה‬ ‫ע"י‬ +
-
+
-
-
‫תמונה‬3.1.15-,‫הקודרופל‬ ‫עדשת‬ ‫של‬ ‫המתח‬ ‫ספק‬
‫חברת‬ ‫מתוצרת‬KIKUSUI.
‫מתוך‬ ‫אחד‬ ‫זהו‬6‫שכל‬ ,‫הקוודרופול‬ ‫עדשת‬ ‫של‬ ‫המתח‬ ‫ספקי‬
‫מ‬ ‫מהם‬ ‫אחד‬‫בעדשה‬ ‫אחר‬ ‫לחלק‬ ‫מתח‬ ‫ספק‬

12. 12
‫קרי‬‫בידי‬ ‫ממוחשבת‬ ‫בצורה‬ ‫נעשית‬ ‫הזרם‬ ‫את‬Labview‫בתוכנה‬ ,FCK‫מ‬ ‫הזרם‬ ‫קריאת‬ ‫את‬ .(‫הבא‬ ‫בסעיף‬ ‫)ראה‬-FCK
.‫הקרן‬ ‫בעוצמת‬ ‫השינוי‬ ‫על‬ ‫משוב‬ ‫ולקבל‬ ,‫אחרות‬ ‫לתוכניות‬ ‫להעביד‬ ‫ניתן‬
3.2‫האופטימאליים‬ ‫העבודה‬ ‫תנאי‬ ‫מציאת‬
‫והטמפרטו‬ ‫הזרמים‬ ,‫המתחים‬ ‫את‬ ‫למצוא‬ ‫הייתה‬ ‫שמטרתן‬ ,‫מדידות‬ ‫ביצעתי‬‫אופטימאליים‬ ‫עבודה‬ ‫תנאי‬ ‫שמפיקים‬ ‫רות‬-
‫על‬ ‫מקסימאלית‬ ‫קרן‬ ‫עוצמת‬FC 2‫ביצעתי‬ ,‫האופטימיזציה‬ ‫תוכנות‬ ‫את‬ ‫לכתוב‬ ‫התחלתי‬ ‫לא‬ ‫העבודה‬ ‫של‬ ‫זה‬ ‫ובשלב‬ ‫מאחר‬ .
‫הרכיבים‬ ‫למתחי‬ ‫ידנית‬ ‫אופטימיזציה‬-‫עדשת‬ ,‫)לדוגמה‬ ‫מסוים‬ ‫רכיב‬ ‫על‬ ‫מתח‬ ‫שיניתי‬Einzel‫לעוצמה‬ ‫שהגעתי‬ ‫עד‬ (
‫עבר‬ .‫הקרן‬ ‫של‬ ‫המקסימאלית‬) ‫אחר‬ ‫לרכיב‬ ‫תי‬‫אופקי‬ ‫מסיט‬‫לערך‬ ‫הגיעה‬ ‫הקרן‬ ‫שעוצמת‬ ‫עד‬ ‫עליו‬ ‫המתחים‬ ‫את‬ ‫ושיניתי‬ (
‫מקסימאלי‬ ‫לערך‬ ‫הגיעה‬ ‫הקרן‬ ‫שעוצמת‬ ‫עד‬ ,‫פעמים‬ ‫מספר‬ ‫הכיוון‬ ‫את‬ ‫ביצעתי‬ ,‫במדידה‬ ‫לדייק‬ ‫בשביל‬ .‫הלאה‬ ‫וכן‬ ,‫יותר‬ ‫גבוה‬
.‫המדידה‬ ‫את‬ ‫התחלתי‬ ‫מכן‬ ‫ולאחר‬
‫בתמונה‬3.2.1‫ה‬ ‫את‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬-FP‫ששולט‬ ‫התוכנה‬ ‫של‬‫ובתמונה‬ ‫במעבדה‬ ‫המתחים‬ ‫על‬ ‫ת‬3.2.2-‫התוכנה‬ ‫את‬FCK.
Source control panel.‫לבנים‬ ‫כמלבנים‬ ‫התוכנה‬ ‫בחלון‬ ‫מופיעים‬ ‫הרכיבים‬ ‫על‬ ‫המתחים‬ :‫רשומה‬ ‫האדומים‬ ‫במלבנים‬
‫רכיב‬ ‫כל‬ ‫של‬ ‫המתח‬ ‫ספקי‬ ‫קריאת‬-‫ה‬ ‫למעט‬ ,‫הרכיב‬ ‫את‬ ‫מכוון‬ ‫שהספק‬ ‫המתח‬ ‫לגבי‬ ‫שמקבלים‬ ‫המשוב‬ ‫וזהו‬-Extractor-‫שלו‬
‫הפנימי‬ ‫הזרם‬ .‫פנימי‬ ‫זרם‬ ‫של‬ ‫קריאה‬ ‫יש‬‫מ‬ ‫גדול‬ ‫הוא‬ ‫וכאשר‬ ,‫היונים‬ ‫במקור‬ ‫התנאים‬ ‫של‬ ‫רצויה‬ ‫לא‬ ‫תוצאה‬ ‫הוא‬-0.1,
‫ה‬ ‫בעוצמת‬ ‫תנודות‬ ‫מתחילות‬‫לשבש‬ ‫שיכולות‬ ‫קרן‬.‫היונים‬ ‫למקור‬ ‫ולהזיק‬ ‫ניסוי‬
‫של‬ ‫)במשבצת‬ ‫הערך‬ ‫את‬ ‫מחשבת‬ ‫התוכנה‬ ,‫המגנט‬ ‫עבור‬Nominal‫ת‬ ‫מסוים‬ ‫יון‬ ‫של‬ ‫הקרן‬ ‫שעבורו‬ ,(‫בזו‬ ‫וסט‬‫שניתן‬ ‫ית‬
‫כאשר‬ ,‫המפסק‬ ‫הזזת‬ ‫בעזרת‬ ‫לקבוע‬‫ב‬ ‫נמצא‬ ‫לספק‬ ‫שמועבר‬ ‫הערך‬ .‫בחישוב‬ ‫נכללים‬ ‫וגודלו‬ ‫היון‬ ‫סוג‬-magnet set.
‫בתמונה‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬3.2.1‫בגלל‬ ‫נגרמת‬ ‫זו‬ ‫בעיה‬ .‫המתח‬ ‫ספק‬ ‫של‬ ‫לקריאה‬ ‫תואם‬ ‫לא‬ ‫הרכיב‬ ‫את‬ ‫מכוונים‬ ‫שאליו‬ ‫המתח‬ ‫כי‬ ,
‫בסעיף‬ ‫בה‬ ‫ואטפל‬ ,‫המתח‬ ‫ספק‬ ‫של‬ ‫האלקטרוניקה‬3.5.
FCK‫מוצגת‬ ‫והיא‬ ,‫לגרף‬ ‫מעל‬ ‫הכחול‬ ‫במלבן‬ ‫מוצגת‬ ‫הזרם‬ ‫עוצמת‬ .‫הזמן‬ ‫של‬ ‫כפונקציה‬ ‫הזרם‬ ‫את‬ ‫מציגה‬ ‫זו‬ ‫תוכנה‬ :
.‫הפיקואמפרמטר‬ ‫של‬ ‫לזו‬ ‫זהה‬ ‫בסקאלה‬
‫תמונה‬3.2.1-‫של‬ ‫המתחים‬ ‫על‬ ‫ששולטת‬ ‫התוכנה‬‫עדשת‬Einzel,
Extractor‫ה‬ ,‫מסיט‬‫ה‬‫אנכי‬‫עדשת‬ ,‫המגנט‬ ,‫האופקי‬ ‫והמסיט‬
) ‫הוואקום‬ ‫מד‬ ‫של‬ ‫הקריאה‬ ‫את‬ ‫ומקבלת‬ ‫הקוודרופול‬Gauge(
‫תמונה‬3.2.2-‫התוכנה‬FCK
‫תמונה‬.16.13-FC
‫תמונה‬.17.13-FC‫מהצד‬ ‫במבט‬
‫הפיקואמפטרמטר‬ ‫אל‬
‫תמונה‬3.1.18-‫שבעזרתו‬ ‫הפיקואמפרמטר‬
‫מתוצ‬ ,‫במערכת‬ ‫הזרמים‬ ‫נמדדים‬‫חברת‬ ‫רת‬
KEITHLY‫סדרה‬ ,6485

13. 13
1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6 3.8 4 4.2 4.4 4.6 4.8 5
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
(KV) ‫האצה‬ ‫מתח‬
(uA) ‫הקרן‬ ‫עוצמת‬
90 120 150 180 210 240 270 300
1.8
2
2.2
2.4
2.6
2.8
(Celsius) ‫טמפרטורה‬
(uA) ‫הקרן‬ ‫עוצמת‬
3.2.1‫אופטימאלי‬ ‫האצה‬ ‫מתח‬ ‫מציאת‬
‫בתמונה‬ .‫קבועים‬ ‫בהפרשים‬ ‫הקרן‬ ‫של‬ ‫ההאצה‬ ‫במתח‬ ‫שינוי‬ ‫ביצעתי‬ ‫זו‬ ‫במדידה‬3.2.1.1‫של‬ ‫המתח‬ ‫ספק‬ ‫את‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬
.‫הקתודה‬‫בעזרת‬ ‫קראתי‬ ‫הקרן‬ ‫עוצמת‬ ‫את‬FCK.
‫על‬ ‫עומדת‬ ‫ההאצה‬ ‫מתח‬ ‫בקריאת‬ ‫השגיאה‬KV01.0‫כ‬ ‫היא‬ ‫הקרן‬ ‫עוצמת‬ ‫במדידת‬ ‫והטעות‬ ,-3nA.
‫בגרף‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬ ‫המדידה‬ ‫תוצאות‬ ‫את‬3.2.1.1.
‫האצה‬ ‫שמתח‬ ,‫היא‬ ‫זו‬ ‫ממדידה‬ ‫שנובעת‬ ‫המסקנה‬‫של‬4.2KV‫האופטימאלי‬ ‫ההאצה‬ ‫מתח‬ ‫הוא‬
3.2.2‫אופטימאלית‬ ‫טמפרטורה‬ ‫מציאת‬
‫מאחר‬ ,‫שלם‬ ‫יום‬ ‫שארכה‬ ‫מדידה‬ ‫זו‬ .‫הצזיום‬ ‫כוסית‬ ‫בטמפרטורת‬ ‫המקסימאלית‬ ‫הקרן‬ ‫עוצמת‬ ‫תלות‬ ‫את‬ ‫בדקתי‬ ‫זו‬ ‫במדידה‬
‫שמתייצב‬ ,‫הקרן‬ ‫בעוצמת‬ ‫תנודות‬ ‫ישנן‬ ‫הטמפרטורה‬ ‫כיוון‬ ‫במהלך‬ .‫להתייצב‬ ‫זמן‬ ‫לוקח‬ ‫ולטמפרטורה‬‫ו‬‫ת‬‫עשר‬ ‫לאחר‬‫דקות‬
.‫בממוצע‬‫מד‬ ‫בעזרת‬ ‫קראתי‬ ‫הצזיום‬ ‫כוסית‬ ‫של‬ ‫הטמפרטורה‬ ‫את‬-‫שבתמונה‬ ‫הטמפרטורה‬3.2.2.1:
‫של‬ ‫וטעות‬ ‫הטמפרטורה‬ ‫במדידת‬ ‫המעלה‬ ‫עשירית‬ ‫של‬ ‫היא‬ ‫זה‬ ‫בניסוי‬ ‫היחסית‬ ‫השגיאה‬3nA.‫הקרן‬ ‫עוצמת‬ ‫במדידת‬
‫של‬ ‫לטמפרטורה‬ ‫הגעתי‬ ‫כאשר‬ ‫המדידה‬ ‫את‬ ‫עצרתי‬309‫מעלות‬‫נזק‬ ‫להיגרם‬ ‫עלול‬ ‫זו‬ ‫לטמפרטורה‬ ‫שמעבר‬ ‫מכיוון‬ ,‫צלזיוס‬
.‫למערכת‬
‫בגרף‬ ‫מרוכזות‬ ‫המדידה‬ ‫תוצאות‬3.2.2.1:
‫גרף‬3.2.1.1-‫ריכוז‬
‫הראשונה‬ ‫המדידה‬ ‫תוצאות‬
‫תמונה‬3.2.1.1-‫הקתודה‬ ‫של‬ ‫המתח‬ ‫ספק‬
‫גרף‬3.2.2.1-‫ריכוז‬
‫השנייה‬ ‫המדידה‬ ‫תוצאות‬
‫תמונה‬3.2.2.1-‫של‬ ‫הטמפרטורה‬ ‫מד‬
‫ה‬-Cesium Reservoir‫מתוצרת‬ ,
‫חברת‬Fluke‫סדרה‬ ,52II

14. 14
-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 6 7 8
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
x
y
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
‫המיינן‬ ‫על‬ ‫זרם‬ (A)
‫הקרן‬ ‫עוצמת‬ (nA)
‫האופטימאלית‬ ‫הקרן‬ ‫שעוצמת‬ ,‫היא‬ ‫זו‬ ‫ממדידה‬ ‫שנובעת‬ ‫המסקנה‬‫מתקבלת‬‫הטמפרטורות‬ ‫בטווח‬
CTC optimal °>>° 250270‫לתנודות‬ ‫לגרום‬ ‫עלולות‬ ‫יותר‬ ‫גבוהות‬ ‫טמפרטורות‬ .‫)בסביבות‬ ‫חזקות‬Aµ5.0‫בעוצמת‬ (
.‫מדי‬ ‫גדולה‬ ‫צזיום‬ ‫זרימת‬ ‫בגלל‬ ,‫הקרן‬
3.2.3‫המיינן‬ ‫על‬ ‫האופטימאלי‬ ‫הזרם‬ ‫מציאת‬
‫במדידה‬ ‫השתמשתי‬ ‫הזמן‬ ‫חוסר‬ ‫מפאת‬‫ישנה‬‫המנחה‬ ‫ע"י‬ ‫שנעשתה‬‫של‬ ‫היא‬ ‫המיינן‬ ‫על‬ ‫הזרם‬ ‫בקריאת‬ ‫השגיאה‬ .A01.0
‫הקרן‬ ‫עוצמת‬ ‫ובקריאת‬-3nA.‫מרוכזות‬ ‫המדידה‬ ‫תוצאות‬‫בגרף‬3.2.3.1.
‫הוא‬ ‫המיינן‬ ‫על‬ ‫האופטימאלי‬ ‫שהזרם‬ ‫היא‬ ‫זו‬ ‫ממדידה‬ ‫שנובעת‬ ‫המסקנה‬A15.
3.3‫נתונים‬ ‫סדרת‬ ‫של‬ ‫מקסימום‬ ‫למציאת‬ ‫אלגוריתם‬
‫צפוי‬ ‫לא‬ ‫ממקום‬ ‫בא‬ ‫מקסימאלית‬ ‫עוצמה‬ ‫יש‬ ‫לקרן‬ ‫בהם‬ ‫המתחים‬ ‫את‬ ‫שתמצא‬ ‫לתוכנה‬ ‫הרעיון‬-‫אלגורי‬‫בתחילת‬ ‫שכתבתי‬ ‫תם‬
‫לתרגל‬ ‫בשביל‬ ,‫העבודה‬‫ב‬ ‫מיומנויות‬-Matlab‫העבודה‬ ‫לביצוע‬ ‫שחיוניות‬‫של‬ ‫מקסימום‬ ‫למצוא‬ ‫הייתה‬ ‫האלגוריתם‬ ‫מטרת‬ .
:‫הבאה‬ ‫השיטה‬ ‫על‬ ‫התבססתי‬ ‫ובכתיבתו‬ ,‫לתוכו‬ ‫שהוזנה‬ ‫נתונים‬ ‫סדרת‬
‫על‬-‫נתונה‬ ‫פונקציה‬ ‫של‬ (‫גלובלי‬ ‫או‬ ‫)מקומי‬ ‫מקסימום‬ ‫למצוא‬ ‫מנת‬)(zf,‫נקודה‬ ‫למצוא‬ ‫צריך‬1z‫יתקיים‬ ‫שבסביבתה‬ ,-
)()( 1 zfzf >.
‫הדיפרנציאלי‬ ‫החשבון‬ ‫כללי‬ ‫בעזרת‬ ‫היא‬ ‫פונקציה‬ ‫של‬ ‫מקסימום‬ ‫למצוא‬ ‫ביותר‬ ‫הקלה‬ ‫השיטה‬-‫של‬ ‫הפתרונות‬ ‫את‬ ‫מחשבים‬
‫המשוואה‬0)(' =zf‫הרא‬ ‫הנגזרת‬ ‫את‬ ‫שמאפסות‬ ‫הנקודות‬ ‫את‬ ‫)מוצאים‬‫מתקיים‬ ‫שעבורן‬ ‫הנקודות‬ ‫את‬ ‫ומוצאים‬ ,(‫שונה‬-
0)()2(
<zf‫המקסימום‬ ‫נקודת‬ .‫הפונקציה‬ ‫של‬ ‫המקסימום‬ ‫נקודות‬ ‫הן‬ ‫אלו‬ .(‫שלילית‬ ‫השנייה‬ ‫הנגזרת‬ ‫שעבורן‬ ‫)הנקודות‬
‫ה‬‫גלובאלי‬,maxz‫מקיימת‬ ,-)()( max zfzf >‫לכל‬z‫כאשר‬ .‫פונקציה‬ ‫נתונה‬‫שלה‬ ‫הקיצון‬ ‫נקודת‬ ‫את‬ ‫למצוא‬ ‫שקשה‬‫ניתן‬ ,
‫כמו‬ ,‫מחשב‬ ‫בתוכנת‬ ‫פונקציה‬ ‫בעזרת‬ ‫לבצע‬ ‫ניתן‬ ‫הנתונים‬ ‫ניתוח‬ ‫את‬ .‫הגרף‬ ‫את‬ ‫לצייר‬ ‫ולפיהם‬ ‫ערכים‬ ‫של‬ ‫רב‬ ‫מספר‬ ‫בה‬ ‫להציב‬
Matlab‫או‬Labview.
‫להלן‬‫שתי‬:‫זו‬ ‫בשיטה‬ ‫לשימוש‬ ‫סיבות‬
1.‫מדי‬ ‫ארוך‬ ‫התהליך‬ ‫לביצוע‬ ‫הנדרש‬ ‫הזמן‬ ‫משך‬.
2.‫מצ‬ ‫התהליך‬.‫חישוב‬ ‫במשאבי‬ ‫שימוש‬ ‫ריך‬
‫שקל‬ ‫מפני‬ ‫בגאוסיאן‬ ‫בחרתי‬ .(‫להם‬ ‫המתאים‬ ‫הגאוסיאן‬ ‫וערך‬ ‫)מספרים‬ ‫גאוסיאן‬ ‫של‬ ‫הייתה‬ ‫איתה‬ ‫שעבדתי‬ ‫הנתונים‬ ‫סדרת‬
.‫אחד‬ ‫מקסימום‬ ‫לו‬ ‫ויש‬ ‫אותו‬ ‫לנתח‬‫בגרף‬3.3.1.‫מסוים‬ ‫גאוסיאן‬ ‫של‬ ‫הגראפי‬ ‫התיאור‬ ‫מוצג‬
‫הפ‬ ‫ערך‬ ‫את‬ ‫חישב‬ ‫שהוא‬ ,‫כך‬ ‫האלגוריתם‬ ‫את‬ ‫כתבתי‬‫בנקודה‬ ‫ונקציה‬1x‫האם‬ ‫ובדק‬.‫קודמת‬ ‫בנקודה‬ ‫מערך‬ ‫יותר‬ ‫גדול‬ ‫הוא‬
‫הערך‬ ‫את‬ ‫והציג‬ ‫החיפוש‬ ‫את‬ ‫הפסיק‬ ‫הוא‬ ‫אז‬ .‫הקודם‬ ‫מהערך‬ ‫קטן‬ ‫הנוכחי‬ ‫הערך‬ ‫שבו‬ ,‫למצב‬ ‫עד‬ ‫בחישוב‬ ‫המשיך‬ ‫הוא‬
‫ה‬ ‫ערך‬ ‫ואת‬ ‫הגאוסיאן‬ ‫של‬ ‫המקסימאלי‬-x.‫לו‬ ‫שמתאים‬
‫גרף‬3.3.1‫הגאוסיאן‬ ‫של‬ ‫גרף‬ :5
)1( 2
−−
=
x
ey.
‫תמונה‬3.2.3.1-‫המיינן‬ ‫של‬ ‫הזרם‬ ‫ספק‬
‫גר‬‫ף‬3.2.3.1-‫השלישית‬ ‫המדידה‬ ‫תוצאות‬ ‫ריכוז‬

15. 15
stepVV +→
N
VV
step minmax −
=
‫מה‬ ‫קריאה‬ ‫לקיחת‬-FC
‫לעדשה‬ ‫המתח‬ ‫העברת‬
‫האופטימאלי‬ ‫המתח‬ ‫הצגת‬ ,‫התוכנה‬ ‫סיום‬
‫המקסימ‬ ‫הקרן‬ ‫ועוצמת‬‫התוכנה‬ ‫בחלון‬ ‫אלית‬
maxVV >?
‫כן‬
‫לא‬
‫עוצמת‬ ‫את‬ ‫מודדים‬ ,‫בה‬ ‫שעבדתי‬ ‫במערכת‬‫עדשת‬ ‫על‬ ‫המתחים‬ :‫הבאים‬ ‫המשתנים‬ ‫של‬ ‫פונקציה‬ ‫שהיא‬ ,‫הקרן‬Einzel,
Extractor,‫אנכי‬ ‫מסיט‬,‫אופקי‬ ‫מסיט‬‫הקוודרופול‬ ‫ועדשת‬ ‫המגנט‬ ,-‫ציר‬ ‫על‬ ‫מרכוז‬x‫ציר‬ ‫על‬ ‫ומרכוז‬y.
‫ה‬ ‫בין‬ ‫חשובים‬ ‫הבדלים‬ ‫שני‬ ‫ישנם‬‫אלגוריתם‬:‫העבודה‬ ‫בהמשך‬ ‫שיוזכרו‬ ‫האופטימיזציה‬ ‫לתוכנות‬ ‫הנ"ל‬
1.‫מקס‬ ‫יש‬ ‫שלגאוסיאן‬ ‫בעוד‬‫נקודת‬ ‫היא‬ ‫מהן‬ ‫אחת‬ .‫אופטימאליות‬ ‫נקודות‬ ‫שתי‬ ‫להם‬ ‫שיש‬ ‫רכיבים‬ ‫ישנם‬ ,‫אחד‬ ‫ימום‬
.‫מקסימאלית‬ ‫עוצמה‬ ‫תהיה‬ ‫לקרן‬ ‫שבה‬ ,‫הרצויה‬ ‫העבודה‬
2.‫הקרן‬ ‫של‬ ‫המקסימום‬ ‫את‬ ‫שמתארת‬ ‫שהפונקציה‬ ‫בעוד‬ ,‫אחד‬ ‫משתנה‬ ‫של‬ ‫פונקציה‬ ‫הוא‬ ‫פה‬ ‫שמוצג‬ ‫הגאוסיאן‬
‫מהם‬ ‫וכמה‬ ‫לשלוט‬ ‫ניתן‬ ‫לא‬ ‫חלקם‬ ‫שעל‬ ,‫רבים‬ ‫ממשתנים‬ ‫מורכבת‬.‫בשני‬ ‫אחד‬ ‫תלויים‬
3.4‫האופטימאלי‬ ‫המתח‬ ‫למציאת‬ ‫בסיסי‬ ‫אלגוריתם‬
‫עדשת‬ ‫על‬ ‫אופטימאלי‬ ‫מתח‬ ‫למציאת‬ ‫בסיסי‬ ‫אלגוריתם‬ ‫להלן‬Einzel‫המתחים‬ ‫בתחום‬MinMax VVV ≥≥‫זה‬ ‫אלגוריתם‬ .
‫ב‬ ‫שכתבתי‬ ‫האלגוריתם‬ ‫על‬ ‫מתבסס‬-Matlab.‫המערכת‬ ‫על‬ ‫אותו‬ ‫ומיישם‬V‫המתח‬ ‫הוא‬.‫העדשה‬ ‫מכוונת‬ ‫שאליו‬
‫התוכנה‬ ‫של‬ ‫הקלטים‬:‫הם‬‫המתח‬‫ה‬) ‫מינימאלי‬Min Voltage‫ה‬ ,() ‫המקסימאלי‬ ‫מתח‬Max Voltage‫המדידות‬ ‫ומספר‬ (
) ‫תבצע‬ ‫שהתוכנה‬N.(
‫התוכנה‬ ‫של‬ ‫הפלטים‬:‫הם‬‫מקסימאלי‬ ‫וזרם‬ ‫אופטימאלי‬ ‫מתח‬
3.5‫הרכיבים‬ ‫על‬ ‫המתחים‬ ‫כיול‬
‫חשובה‬ ‫הערה‬‫למתחים‬ ‫בדומה‬ ,‫שרירותיות‬ ‫ביחידות‬ ‫נמדדים‬ ‫הרכיבים‬ ‫על‬ ‫המתחים‬ ,‫הפרק‬ ‫לסוף‬ ‫ועד‬ ‫זה‬ ‫מסעיף‬ ‫החל‬ :
‫ב‬-Source Control Panel‫בעזרת‬ ‫הרכיב‬ ‫של‬ ‫הפעולה‬ ‫בתחום‬ ‫שנמצא‬ ‫למתח‬ ‫מתורגם‬ ‫התוכנה‬ ‫בחלון‬ ‫שמוזן‬ ‫המתח‬ .
.‫שלו‬ ‫המתח‬ ‫ספק‬
Source Control Panel‫מ‬ ‫שהספק‬ ‫המתח‬ ‫על‬ ‫משוב‬ ‫נותנת‬.‫לרכיב‬ ‫ספק‬‫ו‬‫לפ‬‫רכיבים‬ ‫מספר‬ ‫של‬ ‫המתח‬ ‫ספקי‬ ‫יצרניות‬ ‫י‬,
‫על‬ ‫המתורגם‬ ‫המתח‬ ‫לבין‬ ‫במחשב‬ ‫המוצג‬ ‫המתח‬ ‫בין‬ ‫ליניארי‬ ‫קשר‬ ‫קיים‬-.‫המתח‬ ‫ספק‬ ‫ידי‬‫מתמונה‬3.2.1‫המשוב‬ ‫כי‬ ,‫נובע‬
.‫שהוקלד‬ ‫מהמספר‬ ‫שונה‬ ‫המתח‬ ‫ספק‬ ‫של‬‫ביצעתי‬ ,‫יותר‬ ‫ואמינות‬ ‫מדויקות‬ ‫מדידות‬ ‫לקבל‬ ‫במטרה‬ ,‫לכן‬‫ל‬ ‫מתחים‬ ‫התאמת‬‫כל‬
‫במערכת‬ ‫הרכיבים‬)Extractor‫עדשת‬ ,Einzel,(‫קוודרופול‬ ‫ועדשת‬ ‫מגנט‬ ,‫אנכי‬ ‫מסיט‬ ,‫אופקי‬ ‫מסיט‬.
‫איור‬3.4.1-‫התוכנה‬ ‫של‬ ‫אלגוריתם‬
‫הקרן‬ ‫של‬ ‫מקסימום‬ ‫למציאת‬ ‫הבסיסית‬

16. 16
Quad y conversion
1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4
1.8
2
2.2
2.4
2.6
2.8
3
3.2
3.4
Quad y input
Quad y read
Quadruple x conversion
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
In Voltage
Readout voltage
Magnet Mass to voltage Conversion
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
0
2
4
6
8
10
12
14
16
(Amu) ‫מסה‬
(10KV) ‫המגנט‬ ‫על‬ ‫מתח‬
Magnet mass scan
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
0.0001
0.001
0.01
0.1
1
10
100
(Amu) ‫היון‬ ‫מסת‬
(nA) ‫הקרן‬ ‫עוצמת‬
O2
- Al-
Al2
-
Al3
-
AlO-
Conversion Einzel In-Out voltages
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
2.2
2.4
2.6
Einzel In Voltage
Einzel Out Voltage
Conversion Extractor In-Out voltages
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2
4
6
8
Extractor In Voltage
Extractor Out Voltage
Conversion Vertical in-out Voltages
-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6
-120
-80
-40
0
40
80
120
160
Input Voltage
Readout Voltage
Conversion Horizontal In-Out Voltages
-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6
-120
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
Input voltage
Output voltage
‫התאמות‬ ‫קבלתי‬‫ליניאריות‬‫בגרפים‬ ‫כמתואר‬ ,‫מצוינות‬3.5.6-3.5.1:
‫ההתחל‬ ‫נקודת‬ ‫כלומר‬ ,‫המגנט‬ ‫על‬ ‫מסות‬ ‫סריקת‬ ‫שמבצעת‬ ‫תוכנה‬ ‫הפעלתי‬ ,‫המגנט‬ ‫על‬ ‫ההתאמה‬ ‫ביצוע‬ ‫לצורך‬‫היא‬ ‫שלה‬ ‫ה‬
‫ה‬ ‫קריאת‬ ‫את‬ ‫מציגה‬ ‫היא‬ .‫מראש‬ ‫מוגדרת‬ ‫בפסיעה‬ ‫מתקדמת‬ ‫והיא‬ ‫מסוימת‬ ‫מסה‬-FC‫)גרף‬ ‫המסה‬ ‫של‬ ‫כפונקציה‬3.5.7(‫וגם‬
‫מחשב‬‫)גרף‬ ‫שהוזנה‬ ‫למסה‬ ‫המתאים‬ ‫המתח‬ ‫את‬ ‫ת‬3.5.8‫שהתקבלו‬ ‫הגרפים‬ ‫להלן‬ .(:
:‫שביצעתי‬ ‫ההתאמות‬ ‫משוואות‬ ‫את‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬ ‫שלהלן‬ ‫בטבלה‬
04409460 .V.V OutIn +=Extractor
047.0945.0 += OutIn VV‫עדשת‬Einzel
OutIn VV 737.24=‫אנכי‬ ‫מסיט‬
005.0074.24 += OutI‫מ‬ VV‫אופקי‬ ‫מסיט‬
mI 196.1098.1 ⋅=‫מגנט‬
0077.00042.1 −= OutIn VV‫קוודרופול‬ ‫עדשת‬
‫ציר‬ ‫על‬ ‫מרכוז‬x
004.0−= OutIn VV‫קוודרופ‬ ‫עדשת‬‫ול‬
‫ציר‬ ‫על‬ ‫מרכוז‬y
‫גרף‬3.5.2-‫על‬ ‫מתח‬ ‫כיול‬‫ה‬-Extractor
‫גרף‬3.5.4-‫על‬ ‫מתח‬ ‫כיול‬‫האופקי‬ ‫המסיט‬
‫גרף‬3.5.3-‫על‬ ‫מתח‬ ‫כיול‬‫האנכי‬ ‫המסיט‬
‫גרף‬3.5.1-‫על‬ ‫מתח‬ ‫כיול‬‫עדשת‬Einzel.
‫גרף‬3.5.5-‫על‬ ‫מתח‬ ‫כיול‬‫עדשת‬
‫ציר‬ ‫על‬ ‫מרכוז‬ ,‫קוודרופול‬x
‫גרף‬3.5.6-‫עדשת‬ ‫על‬ ‫מתח‬ ‫כיול‬
‫צי‬ ‫על‬ ‫מרכוז‬ ,‫קוודרופול‬‫ר‬y
‫גרף‬3.5.7-‫המגנט‬ ‫על‬ ‫מסות‬ ‫סריקת‬‫גרף‬3.5.8-‫המגנט‬ ‫על‬ ‫מתח‬ ‫כיול‬

17. 17
?‫מותר‬ ‫בתחום‬ ‫נמצא‬ ‫שהוזן‬ ‫המתח‬ ‫האם‬
‫מותר‬ ‫לתחום‬ ‫המתח‬ ‫תיקון‬
‫לרכיב‬ ‫המתח‬ ‫שליחת‬
‫כן‬ ‫לא‬
ToleranceVV ‫קריאה‬‫כיוון‬ ≤− ?
1‫ר‬ ‫של‬ ‫מתח‬ ‫מספק‬ ‫מתח‬ ‫קריאת‬ ‫קבלת‬ .) ‫כיב‬‫קריאה‬V(
2‫ההתאמות‬ ‫בעזרת‬ ‫הרכיב‬ ‫על‬ ‫להיות‬ ‫שאמור‬ ‫המתח‬ ‫חישוב‬ .
) ‫הליניאריות‬‫כיוון‬V(
‫לתוכנה‬ ‫שהוקצב‬ ‫המקסימאלי‬ ‫הזמן‬ ‫עבר‬ ‫האם‬
?‫המתח‬ ‫את‬ ‫לכוון‬
‫למתח‬ ‫הרכיב‬ ‫את‬ ‫לכוון‬ ‫הצליחה‬ ‫לא‬ ‫התוכנה‬
‫ה‬ ‫של‬ ‫בדיוק‬ ‫הנתון‬-Tolerance
‫א‬ ‫לכוון‬ ‫הצליחה‬ ‫התוכנה‬‫הרכיב‬ ‫ת‬
‫ה‬ ‫של‬ ‫בדיוק‬ ‫הנכון‬ ‫למתח‬-Tolerance
‫כן‬‫לא‬
‫איור‬3.5.1-‫התוכנה‬ ‫של‬ ‫הפעולה‬ ‫אופן‬Tune
‫מהגרפים‬3.5.1-3.5.8:‫מסקנות‬ ‫שלוש‬ ‫נובעות‬ ‫ומהטבלה‬
1.‫על‬ ‫לזרם‬ ‫המסה‬ ‫בין‬ ‫שורש‬ ‫פונקצית‬ ‫של‬ ‫קשר‬ ‫קיים‬) ‫נוסחה‬ ‫לפי‬ ‫בדיוק‬ ,‫המגנט‬5‫בסעיף‬ ‫שפותחה‬ (.‫א‬1.2.
2..‫שלהם‬ ‫המתח‬ ‫ספק‬ ‫לקריאת‬ ‫בתוכנה‬ ‫שמוכנס‬ ‫המתח‬ ‫בין‬ ‫ליניארי‬ ‫קשר‬ ‫קיים‬ ,‫הרכיבים‬ ‫שאר‬ ‫עבור‬
3.‫היון‬ ‫עבור‬−
2lA.‫המתקדמות‬ ‫לתוכנות‬ ‫אופטימיזציה‬ ‫בעזרתו‬ ‫אבצע‬ ‫לכן‬ ,‫מקסימאלית‬ ‫קרן‬ ‫עוצמת‬ ‫מתקבלת‬
‫תת‬ ‫כתבתי‬ ‫הראשונות‬ ‫המסקנות‬ ‫שתי‬ ‫לפי‬-.‫הרכיב‬ ‫של‬ ‫המתח‬ ‫לספק‬ ‫המתח‬ ‫של‬ ‫ההעברה‬ ‫את‬ ‫שתבצע‬ ‫תוכנית‬
:‫התוכנה‬ ‫שם‬Tune.
‫הם‬ ‫התוכנה‬ ‫של‬ ‫הקלטים‬:,‫אותו‬ ‫לכוון‬ ‫רוצים‬ ‫שאליו‬ ‫מתח‬ ,‫רכיב‬Tolerance.
‫הוא‬ ‫התוכנה‬ ‫של‬ ‫הפלט‬.‫הרצוי‬ ‫למתח‬ ‫הרכיב‬ ‫את‬ ‫לכוון‬ ‫לכוון/לא‬ ‫הצליחה‬ ‫התוכנית‬ ‫האם‬
‫ה‬-Tolerance‫המתח‬ ‫ספק‬ ‫של‬ ‫מינימאלית‬ ‫רגישות‬ ‫היא‬-‫והשינויים‬ ‫מאחר‬ ,‫מגיב‬ ‫לא‬ ‫הספק‬ ,‫ממנה‬ ‫שקטנה‬ ‫ברגישות‬ ‫מתח‬ ‫משנים‬ ‫אם‬
‫ישנו‬ ‫ספק‬ ‫לכל‬ .‫אותם‬ ‫למדוד‬ ‫שיוכל‬ ‫מכדי‬ ‫קטנים‬Tolerance‫מאחר‬ ,‫משלו‬.‫שונה‬ ‫אלקטרוניקה‬ ‫יש‬ ‫ספק‬ ‫ולכל‬
3.6‫מהרכיבים‬ ‫אחד‬ ‫כל‬ ‫של‬ ‫האופטימאליים‬ ‫המתחים‬ ‫תחום‬ ‫מציאת‬
‫המדידה‬ ‫נערכת‬ ‫שבו‬ ‫המתחים‬ ‫מתחום‬ ‫מושפע‬ ‫הקרן‬ ‫עוצמת‬ ‫למציאת‬ ‫שיידרש‬ ‫הזמן‬ ‫משך‬-‫כך‬ ,‫יותר‬ ‫גדול‬ ‫שהתחום‬ ‫ככל‬
‫יותר‬ ‫קטן‬ ‫שהתחום‬ ‫וככל‬ ,‫יותר‬ ‫גדול‬ ‫הסריקה‬ ‫זמן‬ ‫משך‬-‫זמ‬ ‫משך‬ ‫כך‬.‫יותר‬ ‫קטן‬ ‫הסריקה‬ ‫ן‬
‫תלת‬ ‫סריקה‬ ‫שביצעה‬ ‫תוכנה‬ ‫כתבנו‬ ,‫לכן‬-‫כאשר‬ ,‫הרכיבים‬ ‫על‬ ‫ממדית‬‫ציר‬x‫וציר‬y‫רכיבים‬ ‫על‬ ‫מתחים‬ ‫מייצגים‬‫שהתקבלו‬
‫בעזרת‬Tune,‫ו‬‫ציר‬z‫בגרפים‬ .‫אותה‬ ‫קורא‬ ‫שהפיקואמפרמטר‬ ‫כפי‬ ‫הקרן‬ ‫עוצמת‬ ‫הוא‬3.6.4-3.6.1‫תוצאות‬ ‫מוצגות‬
.‫המדידה‬
‫גרף‬3.6.1–‫על‬ ‫הקרן‬ ‫עוצמת‬FC 2‫כתלות‬
‫עדשת‬ ‫על‬ ‫במתח‬Einzel‫על‬ ‫ובמתח‬Extractor
‫גרף‬3.6.2-‫על‬ ‫הקרן‬ ‫עוצמת‬FC 2
‫אופקי‬ ‫ומסיט‬ ‫אנכי‬ ‫מסיט‬ ‫על‬ ‫במתח‬ ‫כתלות‬

18. 18
‫מהגרפים‬3.6.1-3.6.4:‫מסקנות‬ ‫שלוש‬ ‫נובעות‬
1.‫ה‬ ‫עבור‬-Extractor.‫מקסימאלית‬ ‫עוצמה‬ ‫ישנה‬ ‫לקרן‬ ‫בהם‬ ‫אזורים‬ ‫שני‬ ‫ישנם‬
2.‫ה‬ ‫על‬ ‫שהמתח‬ ‫ככל‬-Extractor‫ה‬ ‫את‬ ‫נקבע‬ ,‫לכן‬ .‫הקרן‬ ‫עוצמת‬ ‫גדלה‬ ‫כך‬ ,‫יותר‬ ‫גבוה‬-Extractor‫הגבוה‬ ‫המתח‬ ‫על‬
) ‫ביותר‬8.81.‫קבוע‬ ‫אותו‬ ‫ונשאיר‬ (
3.‫האופטימאליי‬ ‫המתחים‬ ‫תחום‬:‫הוא‬ ‫הרכיבים‬ ‫על‬ ‫ם‬
‫עדשת‬Einzel1.5-2.5
‫אנכי‬ ‫מסיט‬(-6)-(+2)
‫אופקי‬ ‫מסיט‬(-6)-(+2)
‫מיקוד‬ ;ְ‫ל‬‫קוודרופו‬ ‫עדשת‬‫ציר‬ ‫על‬X0.5-2‫מיקוד‬ ,‫ציר‬ ‫על‬Y-1.5-4‫מסיט‬ ,X‫ומסיט‬-Y0
) ‫היסטרסיס‬ ‫של‬ ‫אפקט‬ ‫ישנו‬ ‫במגנט‬Hysteresis‫שגורם‬ ,(‫בגלל‬ ‫נגרם‬ ‫ההיסטרסיס‬ ‫אפקט‬ .‫שלו‬ ‫המגנטי‬ ‫השדה‬ ‫לביטול‬
‫דבר‬ ‫של‬ ‫ובסופו‬ ‫המגנט‬ ‫של‬ ‫המגנטי‬ ‫השדה‬ ‫קווי‬ ‫את‬ ‫שמעקמים‬ ,‫במגנטים‬ ‫ספיראלות‬ ‫בצורת‬ ‫חשמליים‬ ‫זרמים‬-‫את‬ ‫מבטלים‬
‫שהערך‬ ‫מכיוון‬ ,‫אליו‬ ‫ולחזור‬ ‫במגנט‬ ‫ערך‬ ‫לשנות‬ ‫ניתן‬ ‫לא‬ ‫כי‬ ‫המגנט‬ ‫על‬ ‫פשוטה‬ ‫סריקה‬ ‫לבצע‬ ‫נוכל‬ ‫לא‬ ‫לכן‬ .‫שלו‬ ‫המגנטיות‬
‫תמ‬‫של‬ ‫שגיאה‬ ‫תחום‬ ‫עם‬ ‫ערך‬ ‫ניקח‬ ,‫הנ"ל‬ ‫מהאפקט‬ ‫כתוצאה‬ ‫משתנה‬ ‫יד‬%10±.‫הרצויה‬ ‫המסה‬ ‫של‬ ‫הנומינלי‬ ‫מהערך‬
‫גרף‬3.6.3-‫הקרן‬ ‫עוצמת‬‫על‬FC 2‫כתלות‬
‫על‬ ‫במתח‬Extractor‫אופקי‬ ‫ומסיט‬‫גרף‬3.6.4-‫על‬ ‫הקרן‬ ‫עוצמת‬FC 4‫במתחי‬ ‫כתלות‬
‫ציר‬ ‫על‬ ‫מיקוד‬X‫ו‬-Y‫הקוודרופול‬ ‫עדשת‬ ‫של‬

19. 19
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
Einzel Voltage (KV)
Beam intensity (uA)
‫קטן‬ ‫מקסימאלי‬ ‫מתח‬
?‫מינימאלי‬ ‫ממתח‬
‫לתוכנה‬ ‫המתחים‬ ‫שליחת‬Tune
‫קבועים‬ ‫לערכים‬ ‫מתח‬ ‫תיקון‬
‫כן‬
‫לא‬
‫מה‬ ‫קריאה‬ ‫לקיחת‬-FC
‫המ‬ ‫הקריאה‬ ‫מציאת‬‫קסימאלית‬
‫האופטימאלי‬ ‫המתח‬ ‫ומציאת‬
?‫האופטימאלי‬ ‫למתח‬ ‫הרכיב‬ ‫את‬ ‫לכוון‬
‫ברכיב‬ ‫המתח‬ ‫הצבת‬
‫כן‬
‫המתח‬ ‫והצגת‬ ‫התוכנה‬ ‫סיום‬
‫המקסימאלי‬ ‫והזרם‬ ‫האופטימאלי‬
‫לא‬
SVV +→
3.7‫מסוים‬ ‫לרכיב‬ ‫אופטימיזציה‬ ‫תוכנות‬
‫בתחומי‬ ,‫שונות‬ ‫בשיטות‬ ‫מסוים‬ ‫לרכיב‬ ‫אופטימיזציה‬ ‫שמבצעות‬ ,‫מסוים‬ ‫לרכיב‬ ‫אופטימיזציה‬ ‫תוכנות‬ ‫שתי‬ ‫כתבנו‬‫שנמצאו‬ ‫ם‬
.‫הקודם‬ ‫בסעיף‬FP‫ב‬-Labview.‫למשתמש‬ ‫שפתוח‬ ‫החלון‬ ‫הוא‬
3.7.1‫ראשונה‬ ‫אופטימיזציה‬ ‫תוכנת‬
,‫הראשונה‬ ‫התוכנה‬ ‫של‬ ‫הפירוט‬ ‫להלן‬Scan:
:‫התוכנה‬ ‫שם‬Scan
Scan‫בסעיף‬ ‫שהוצג‬ ‫האלגוריתם‬ ‫על‬ ‫מבוססת‬3.4‫בקלט‬ ‫ההבדל‬ ‫למעט‬ ,-‫כל‬ ‫עבור‬ .‫צעד‬ ‫וגודל‬ ‫סריקה‬ ‫תחום‬ ‫מקבלת‬ ‫היא‬
‫עוצ‬ ‫את‬ ‫מוצאת‬ ‫היא‬ ‫מתח‬.‫להם‬ ‫שמתאימות‬ ‫קרן‬ ‫ועוצמות‬ ‫מתחים‬ ‫של‬ ‫מערך‬ ‫מתקבל‬ ‫התוכנה‬ ‫הרצת‬ ‫שבסיום‬ ‫כך‬ ,‫הזרם‬ ‫מת‬
,‫הקרן‬ ‫עוצמות‬ ‫של‬ ‫המערך‬ ‫מתוך‬Scan‫שמתאים‬ ‫האופטימאלי‬ ‫המתח‬ ‫את‬ ‫ומוצאת‬ ‫המקסימאלית‬ ‫העוצמה‬ ‫את‬ ‫מאתרת‬
.‫זו‬ ‫לנקודה‬
‫הם‬ ‫התוכנה‬ ‫של‬ ‫הקלטים‬.‫הסריקה‬ ‫תתבצע‬ ‫שבו‬ ‫המתחים‬ ‫תחום‬ ,‫הרגישות‬ ,‫שסורקים‬ ‫האלמנט‬ :
‫הם‬ ‫התוכנה‬ ‫של‬ ‫הפלטים‬‫מקסימאלי‬ ‫עוצמה‬ :‫ת‬.‫אופטימאלי‬ ‫מתח‬ ,‫הקרן‬ ‫של‬
V‫ו‬ ,‫הרכיב‬ ‫את‬ ‫מכוונים‬ ‫שאליו‬ ‫המתח‬ ‫הוא‬-S.‫הסריקה‬ ‫של‬ ‫הרגישות‬ ‫היא‬
‫גרף‬3.7.1.1-‫מת‬ ‫תמונה‬‫על‬ ‫התוכנה‬ ‫של‬ ‫סריקה‬ ‫וך‬
‫עדשת‬Einzel.
‫ציר‬x‫וציר‬ ,‫הרכיב‬ ‫על‬ ‫המתח‬ ‫הוא‬y.‫הקרן‬ ‫עוצמת‬ ‫הוא‬
:‫הם‬ ‫הסריקה‬ ‫נתוני‬1min =V4.0=S,6.2max =V,.
:‫הן‬ ‫הסריקה‬ ‫תוצאות‬96.1=optimalV
AFC µ93.1max =
‫איור‬3.7.1.1–‫התוכנה‬ ‫של‬ ‫הפעולה‬ ‫אופן‬Scan

20. 20
SVV +→
‫בתוכנה‬ ‫המתחים‬ ‫הצבת‬Tune
‫ה‬ ‫על‬ ‫זרם‬ ‫מדידת‬-FC
‫קודם‬‫נוכחי‬ II >?
‫לא‬
‫מ‬ ‫גדול‬ ‫הלולאות‬ ‫מספר‬ ‫האם‬-1?
‫לא‬
‫כן‬
‫ו‬ ‫התוכנה‬ ‫סיום‬‫הרכיבים‬ ‫כיוון‬
.‫האופטימאליים‬ ‫למתחים‬
SVV −→
‫בתוכנה‬ ‫המתחים‬ ‫הצבת‬Tune
‫ה‬ ‫על‬ ‫זרם‬ ‫מדידת‬-FC
‫קודם‬‫נוכחי‬ II >?
‫כן‬
‫למתח‬ ‫חזרה‬
‫התחלתי‬
‫לרגישות‬ ‫ושינוי‬
‫הבאה‬
‫לא‬
‫כן‬
3.7.2‫שנייה‬ ‫אופטימיזציה‬ ‫תוכנת‬
,‫השנייה‬ ‫האופטימיזציה‬ ‫תוכנת‬ ‫של‬ ‫הפירוט‬ ‫להלן‬Surf‫אופטימיזציה‬ ‫שביצעה‬ ,.‫אחרת‬ ‫בדרך‬ ‫אחד‬ ‫לרכיב‬
:‫התוכנה‬ ‫שם‬Surf
‫התוכנה‬ ‫כאשר‬Surf.‫עלייה‬ ‫במגמת‬ ‫הקרן‬ ‫עוצמת‬ ‫האם‬ ‫בודקת‬ ‫היא‬ ,‫מסוים‬ ‫רכיב‬ ‫על‬ ‫סורקת‬
-‫וכן‬ ‫במידה‬-.‫בסריקה‬ ‫ממשיכה‬ ‫היא‬
-‫ולא‬ ‫במידה‬-Surf.(‫ולהיפך‬ ‫מפחיתה‬ ‫היא‬ ‫מתח‬ ‫להוסיף‬ ‫במקום‬ ,‫)כלומר‬ ‫הסריקה‬ ‫כיוון‬ ‫את‬ ‫משנה‬
Surf‫שעוצ‬ ‫עד‬ ‫הסריקה‬ ‫את‬ ‫ממשיכה‬‫שהניב‬ ‫המתח‬ ‫את‬ ‫ולוקחת‬ ‫עוצרת‬ ‫היא‬ ,‫יורדת‬ ‫הקרן‬ ‫עוצמת‬ ‫כאשר‬ .‫יורדת‬ ‫הקרן‬ ‫מת‬
.‫ביותר‬ ‫הגבוהה‬ ‫הקרן‬ ‫עוצמת‬ ‫את‬
.‫סורקים‬ ‫שעליו‬ ‫ורכיב‬ ‫הסריקה‬ ‫כיוון‬ ‫התחלתי‬ ‫מתח‬ ,‫רגישות‬ ,‫הסריקה‬ ‫כיוון‬ :‫הם‬ ‫התוכנה‬ ‫של‬ ‫הקלטים‬
.‫הרכיב‬ ‫על‬ ‫האופטימאלי‬ ‫המתח‬ ‫הוא‬ ‫התוכנה‬ ‫של‬ ‫הפלט‬
S,‫הסריקה‬ ‫רגישות‬ ‫את‬ ‫מסמן‬I‫ו‬ ,‫הקרן‬ ‫עוצמת‬ ‫את‬ ‫מסמן‬-V.‫הרכיב‬ ‫על‬ ‫המתח‬ ‫את‬ ‫מסמן‬
‫את‬ ‫שכתבנו‬ ‫לכך‬ ‫הסיבה‬Surf‫ש‬ ‫היא‬-Scan‫סריקה‬ ‫מבצעת‬ ‫והיא‬ ‫מאחר‬ ,‫האופטימאלית‬ ‫הנקודה‬ ‫את‬ ‫לפספס‬ ‫עלולה‬
.‫מדי‬ ‫קטנות‬ ‫שהרגישויות‬ ‫או‬ ‫מדי‬ ‫רחב‬ ‫הסריקה‬ ‫ותחום‬ ‫מאחר‬ ‫מדי‬ ‫רב‬ ‫יהיה‬ ‫הסריקה‬ ‫שזמן‬ ‫או‬ ,‫מתאים‬ ‫לא‬ ‫בתחום‬
‫מה‬ ‫נמוכה‬ ‫הרגישות‬ ‫ואז‬ ‫משתנה‬ ‫לא‬ ‫הקרן‬ ‫עוצמת‬ ‫בו‬ ,‫מצב‬ ‫להיות‬ ‫יכול‬-Tolerance‫מתבצעת‬ ‫והסריקה‬ ‫המתח‬ ‫ספק‬ ‫של‬
.‫נקודה‬ ‫אותה‬ ‫על‬
‫על‬ ‫אופטימיזציה‬ ‫תוכנות‬ ‫כתבנו‬FC 2‫על‬ ‫שהתבססו‬Surf‫ו‬-Scan‫יעיל‬ ‫מנגנון‬ ‫איזה‬ ‫לברר‬ ‫בשביל‬ ‫שתיהן‬ ‫את‬ ‫והרצתי‬ ,
‫כי‬ ,‫שוב‬ ‫אזכיר‬ .‫האופטימיזציה‬ ‫לביצוע‬ ‫יותר‬‫היונים‬ ‫קרן‬ ‫של‬ ‫המקסימאלית‬ ‫העוצמה‬ ‫מציאת‬ ‫היא‬ ‫העבודה‬ ‫של‬ ‫העל‬ ‫מטרת‬
‫הניתן‬ ‫ככל‬ ‫קצר‬ ‫בזמן‬-‫תעלה‬ ‫לא‬ ‫הקרן‬ ‫עוצמת‬ ‫אך‬ ,‫יתקצר‬ ‫והזמן‬ ‫במידה‬-‫בסיס‬ ‫על‬ .‫אותו‬ ‫נשמור‬ ‫ולא‬ ‫יעיל‬ ‫היה‬ ‫לא‬ ‫השינוי‬
‫ל‬ ‫האופטימיזציה‬ ‫תוכנת‬ ‫את‬ ‫נבנה‬ ‫ביותר‬ ‫היעילה‬ ‫התוכנה‬-FC 4‫למסק‬ ‫להגיע‬ ‫בשביל‬ .‫הסופית‬ ‫התוכנה‬ ‫ואת‬,‫נכונה‬ ‫נה‬
.‫ההתחלה‬ ‫ונקודות‬ ‫הפרמטרים‬ ‫אותם‬ ‫את‬ ‫לקחתי‬
:‫המדידה‬ ‫תוצאות‬ ‫להלן‬
•‫על‬ ‫שהתבססה‬ ‫התוכנה‬ ‫עם‬ ‫שבוצעה‬ ‫הסריקה‬ ‫זמן‬ ‫משך‬Surf‫ו‬ ‫דקה‬ ‫היה‬-52‫הסריקה‬ ‫זמן‬ ‫שמשך‬ ‫בעוד‬ ,‫שניות‬
‫על‬ ‫שהתבססה‬ ‫התוכנה‬ ‫עם‬Scan‫ו‬ ‫דקה‬ ‫היה‬-20.‫שניות‬
•‫על‬ ‫שהתבססה‬ ‫שהתוכנה‬ ‫הקרן‬ ‫עוצמת‬fSur‫היא‬ ‫מצאה‬Aµ753.1‫שהתבססה‬ ‫שהתוכנה‬ ‫הקרן‬ ‫עוצמת‬ ‫לעומת‬ ,
‫על‬Scan‫מצאה‬-Aµ377.1.
‫כי‬ ,‫היא‬ ‫המתבקשת‬ ‫המסקנה‬Surf‫מ‬ ‫יותר‬ ‫יעילה‬ ‫סריקה‬ ‫מבצעת‬-Scan-‫עם‬ ‫הסריקה‬ ‫זמן‬Surf‫עוצמת‬ ‫אבל‬ ,‫יותר‬ ‫ארוך‬
‫האופ‬ ‫תוכנת‬ ‫את‬ ‫נכתוב‬ ‫לכן‬ .‫יותר‬ ‫גבוהה‬ ‫מצאה‬ ‫עליה‬ ‫שהתבססה‬ ‫שהתוכנה‬ ‫הקרן‬‫של‬ ‫טימיזציה‬FC 4‫הסופית‬ ‫התוכנה‬ ‫ואת‬
‫בסיס‬ ‫על‬Surf.
‫איור‬3.7.2.1-‫של‬ ‫הפעולה‬ ‫אופן‬Surf

21. 21
‫על‬ ‫סריקה‬‫עדשת‬Einzel:
‫על‬ ‫הסריקה‬ ‫של‬ ‫הפרמטרים‬ ‫הכנסת‬‫עדשת‬Einzel
‫לתוכנה‬Surf‫עליה‬ ‫האופטימאלי‬ ‫המתח‬ ‫ומציאת‬
:‫אנכי‬ ‫מסיט‬ ‫על‬ ‫סריקה‬
‫האנכי‬ ‫המסיט‬ ‫על‬ ‫הסריקה‬ ‫של‬ ‫הפרמטרים‬ ‫הכנסת‬
‫לתוכנה‬Surf‫ומ‬‫עליו‬ ‫האופטימאלי‬ ‫המתח‬ ‫ציאת‬
:‫אופקי‬ ‫מסיט‬ ‫על‬ ‫סריקה‬
‫האופקי‬ ‫המסיט‬ ‫על‬ ‫הסריקה‬ ‫של‬ ‫הפרמטרים‬ ‫הכנסת‬
‫לתוכנה‬Surf‫עליו‬ ‫האופטימאלי‬ ‫המתח‬ ‫ומציאת‬
‫האינדקס‬ ‫עם‬ ‫לרגישויות‬ ‫שינוי‬
‫הבאה‬ ‫הלולאה‬ ‫של‬
‫למספר‬ ‫זהה‬ ‫הלולאה‬ ‫של‬ ‫האינדקס‬ ‫האם‬
?‫הלולאות‬ ‫של‬ ‫המקסימאלי‬
‫כן‬
‫לא‬
‫התוכנ‬ ‫הרצת‬ ‫את‬ ‫סיים‬‫האופטימאליים‬ ‫המתחים‬ ‫את‬ ‫והצג‬ ‫ה‬
3.8‫על‬ ‫האופטימיזציה‬ ‫תוכנת‬FC 2
‫על‬ ‫האופטימיזציה‬ ‫תוכנת‬ ‫להלן‬FC 2:‫הקודם‬ ‫בעמוד‬ ‫שנערכה‬ ‫ההשוואה‬ ‫תוצאות‬ ‫לפי‬ ,
:‫התוכנה‬ ‫שם‬Focus FC 2
‫התוכנה‬ ‫של‬ ‫הקלטים‬‫רכ‬ ‫כל‬ ‫על‬ ‫הסריקה‬ ‫רגישויות‬ ,‫הרכיבים‬ ‫על‬ ‫האופטימאליים‬ ‫המתחים‬ ‫ניחושי‬ ‫הם‬.‫הלולאות‬ ‫ומספר‬ ‫יב‬
‫התוכנה‬ ‫של‬ ‫הפלטים‬‫האופטימאליי‬ ‫המתחים‬ ‫הם‬‫ם‬.‫מהרכיבים‬ ‫אחד‬ ‫כל‬ ‫על‬
.‫הסריקה‬ ‫וכיוון‬ ‫הסריקה‬ ‫רגישות/רגישויות‬ ,‫האופטימאלית‬ ‫הנקודה‬ ‫ניחוש‬ ‫הם‬ ‫הסריקה‬ ‫של‬ ‫הפרמטרים‬
‫לבצ‬ ‫טעם‬ ‫אין‬ ‫כי‬ ‫לי‬ ‫התברר‬ ‫שבהן‬ ‫התוכנה‬ ‫של‬ ‫הרצות‬ ‫כמה‬ ‫אחרי‬ ‫מסוימת‬ ‫סריקה‬ ‫על‬ ‫לדלג‬ ‫האופציה‬ ‫את‬ ‫הוספתי‬‫סריקה‬ ‫ע‬
.‫מדי‬ ‫רב‬ ‫זמן‬ ‫גוזל‬ ‫וזה‬ ‫מאחר‬ ,‫הרגישויות‬ ‫בכל‬ ‫הרכיבים‬ ‫כל‬ ‫על‬
‫ה‬ ‫להלן‬-FP:‫התוכנה‬ ‫של‬
‫מהמערכים‬ ‫מוציאה‬ ‫התוכנה‬ ‫לולאה‬ ‫בכל‬ .‫סריקה‬ ‫תבצע‬ ‫התוכנה‬ ‫בהם‬ ‫הרכיבים‬ ‫על‬ ‫רגישויות‬ ‫של‬ ‫מערכים‬ ‫מוזנים‬ ‫לתוכנה‬
‫הרגישויות‬ ‫את‬ ‫האלו‬‫את‬ ‫לוקחת‬ ‫התוכנה‬ ,‫הבאה‬ ‫ללולאה‬ ‫עוברים‬ ‫כאשר‬ ,‫לכן‬ .‫הלולאה‬ ‫של‬ ‫זה‬ ‫כמו‬ ‫אינדקס‬ ‫אותו‬ ‫עם‬
.‫הלולאה‬ ‫של‬ ‫לזה‬ ‫שמתאים‬ ‫האינדקס‬ ‫עם‬ ‫הרגישויות‬
‫האופטימיזציה‬ ‫תוצאות‬-
‫האופטימאליים‬ ‫המתחים‬
‫סריקה‬ ‫זמן‬
‫בשניות‬ ‫כולל‬
‫ההתחלה‬ ‫כפתור‬
‫הסריקה‬ ‫של‬
‫מתחים‬ ‫ניחושי‬
‫הרכיבים‬ ‫על‬ ‫אופטימאליים‬
‫ה‬ ‫שמירת‬‫ותוצאות‬ ‫נתונים‬
‫בקובץ‬ ‫הסריקה‬
‫הקרן‬ ‫עוצמת‬ ‫את‬ ‫המציג‬ ‫גרף‬
‫הסריקה‬ ‫זמן‬ ‫של‬ ‫כפונקציה‬
‫מצ‬ ‫על‬ ‫הודעות‬ ‫חלון‬‫הסריקה‬ ‫ב‬
‫איור‬3.8.1-‫של‬ ‫הפעולה‬ ‫אופן‬Focus FC 2
‫מספר‬
‫ה‬‫סריק‬‫ות‬
‫שהתוכנה‬
‫עושה‬

22. 22
‫היונים‬ ‫מקור‬
Extractor
‫עדשת‬Einzel
‫קרן‬ ‫מסיטי‬
FC 2
‫מגנט‬
‫עדשת‬‫קוודרופול‬
FC 4
‫קרן‬ ‫מסיטי‬
‫יונים‬ ‫מלכודת‬
‫עם‬ ‫הסריקות‬ ‫אחת‬ ‫מתוך‬ ‫גרף‬ ‫להלן‬Focus FC 2:
10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
(sec) ‫זמן‬
(uA) ‫קרן‬ ‫עוצמת‬
1
2
3 4 5
3.9‫על‬ ‫האופטימיזציה‬ ‫תוכנת‬FC 4
‫על‬ ‫האופטימיזציה‬ ‫תוכנת‬ ‫את‬ ‫אציג‬ ‫לפני‬FC 4:‫הקרן‬ ‫מסלול‬ ‫את‬ ‫אזכיר‬ ,
‫לפני‬ ‫נמצא‬ ‫שהמגנט‬ ‫כיוון‬FC 4‫שתניב‬ ‫הקרן‬ ‫את‬ ‫שתסיט‬ ‫המגנט‬ ‫על‬ ‫מקדימה‬ ‫סריקה‬ ‫לבצע‬ ‫צריך‬ ,‫הקוודרופול‬ ‫עדשת‬ ‫ולפני‬
.‫הרצוי‬ ‫היון‬ ‫את‬
‫על‬ ‫האופטימיזציה‬ ‫תוכנת‬FC 4‫באופן‬ ‫דומה‬‫הפעול‬‫על‬ ‫האופטימיזציה‬ ‫לתוכנת‬ ‫ובמבנה‬ ‫ה‬FC 2‫מ‬ ‫שהיא‬ ‫בכך‬ ,‫על‬ ‫תבססת‬
Surf(‫אנכי‬ ‫ופוקוס‬ ‫אופקי‬ ‫)פוקוס‬ ‫הקוודרופול‬ ‫עדשת‬ ‫את‬ ‫שכוללת‬ ,‫מורחבת‬ ‫בגרסה‬‫ואת‬Scan‫המגנט‬ ‫עבור‬‫לפני‬ ‫אך‬ ,
‫על‬ ‫האופטימיזציה‬ ‫בתוכנת‬ ‫לדון‬ ‫שאוכל‬FC 4‫על‬ ‫האופטימיזציה‬ ‫לתוכנת‬ ‫בנוגע‬ ‫לציין‬ ‫חייב‬ ‫שאני‬ ‫חשוב‬ ‫דבר‬ ‫ישנו‬ ,FC 4:
‫תת‬ ‫יש‬ ‫הקוודרופול‬ ‫לעדשת‬-.‫עליה‬ ‫האופטימאליים‬ ‫המתחים‬ ‫את‬ ‫שמוצאת‬ ‫משלה‬ ‫תוכנה‬:‫שלה‬ ‫הפעולה‬ ‫אופן‬ ‫זהו‬
:‫התוכנה‬ ‫שם‬Quad Scan
‫הם‬ ‫התוכנה‬ ‫של‬ ‫הקלטים‬‫על‬ ‫התחלתיים‬ ‫מתחים‬ ,‫לולאות‬ ‫מספר‬ ,‫לסריקה‬ ‫רגישויות‬ :‫ציר‬ ‫על‬ ‫מרכוז‬ ‫קוודרופול‬ ‫עדשת‬x‫ועל‬
‫ציר‬ ‫על‬ ‫מרכוז‬ ‫קוודרופול‬ ‫עדשת‬y.
‫איור‬3.9.1-‫במערכת‬ ‫היונים‬ ‫קרן‬ ‫מסלול‬
‫גרף‬3.8.1-‫עם‬ ‫הסריקות‬ ‫אחת‬ ‫מתוך‬ ‫גרף‬Focus FC 2.
‫חדות‬ ‫ירידות‬ ‫בגרף‬ ‫יש‬‫בסריקה‬ ‫מדי‬ ‫גדולה‬ ‫מרגישות‬ ‫שנגרמות‬ ‫מאוד‬
‫עדשת‬ ‫על‬Einzel.
‫סריקה‬ ‫נתוני‬:1VEinzel =0VV HorizontalVertical ==
:‫הסריקה‬ ‫תוצאות‬
‫אופטימאליים‬ ‫מתחים‬-
2
75.1
4.2
=
−=
−=
Einzel
Vertical
Horizontal
V
V
V
‫מקסימאלי‬ ‫זרם‬-Aµ753.1
‫שבין‬ ‫בתחומים‬‫הגרף‬ ‫תחילת‬‫לנקודה‬1‫הנק‬ ‫זוג‬ ‫ובין‬‫ודות‬3‫ו‬-4
‫עדשת‬ ‫על‬ ‫סרקה‬ ‫התוכנה‬Einzel.
‫הנקודות‬ ‫שבין‬ ‫בתחומים‬1,2‫ו‬-4,5.‫אנכי‬ ‫מסיט‬ ‫על‬ ‫סרקה‬ ‫התוכנה‬
‫הנקודות‬ ‫שבין‬ ‫בתחומים‬2,3‫הנקודה‬ ‫שבין‬ ‫ובתחום‬5‫ל‬‫הגרף‬ ‫סוף‬
.‫אופקי‬ ‫מסיט‬ ‫על‬ ‫סרקה‬ ‫התוכנה‬

23. 23
‫על‬ ‫אופטימאלי‬ ‫מתח‬ ‫ניחוש‬ ‫הכנסת‬Extractor‫לתו‬‫כנה‬Surf‫ללולאה‬ ‫המתאימה‬ ‫ברגישות‬ ‫עליו‬ ‫סריקה‬ ‫וביצוע‬
‫על‬ ‫אופטימאלי‬ ‫מתח‬ ‫ניחוש‬ ‫הכנסת‬‫עדשת‬Einzel‫לתוכנה‬Surf‫ללולאה‬ ‫המתאימה‬ ‫ברגישות‬ ‫עליה‬ ‫סריקה‬ ‫וביצוע‬
‫על‬ ‫אופטימאלי‬ ‫מתח‬ ‫ניחוש‬ ‫הכנסת‬‫ה‬‫מסיט‬‫ה‬‫אנכי‬‫לתוכנה‬Surf‫ללולאה‬ ‫המתאימה‬ ‫ברגישות‬ ‫עליו‬ ‫סריקה‬ ‫וביצוע‬
‫על‬ ‫סריקה‬ ‫ביצוע‬‫בעזרת‬ ‫המגנט‬Scan‫של‬ ‫המתחים‬ ‫בתחום‬‫הרצויה‬ ‫המסה‬
‫על‬ ‫אופטימאלי‬ ‫מתח‬ ‫ניחוש‬ ‫הכנסת‬‫האופקי‬ ‫המסיט‬‫לתוכנה‬Surf‫ללולאה‬ ‫המתאימה‬ ‫ברגישות‬ ‫עליו‬ ‫סריקה‬ ‫וביצוע‬
‫על‬ ‫אופטימאליים‬ ‫מתחים‬ ‫ניחוש‬ ‫הכנסת‬‫מיקוד‬ ‫קוודרופול‬ ‫עדשת‬x‫ו‬‫מיקוד‬y‫לתוכנה‬
Quad scan‫שלהם‬ ‫האופטימאליים‬ ‫המתחים‬ ‫ומציאת‬‫ללולאה‬ ‫שמתאימה‬ ‫ברגישות‬
?‫שנקבע‬ ‫המקסימאלי‬ ‫הלולאות‬ ‫למספר‬ ‫שווה‬ ‫הלולאה‬ ‫של‬ ‫האינדקס‬ ‫האם‬
‫הרכיבים‬ ‫על‬ ‫אופטימאליים‬ ‫מתחים‬ ‫והצג‬ ‫התוכנה‬ ‫את‬ ‫סיים‬
‫כן‬
‫הבאה‬ ‫לרגישות‬ ‫שנה‬‫לא‬
‫בעזרת‬ ‫המגנט‬ ‫על‬ ‫סריקה‬ ‫ביצוע‬Scan‫ללולאה‬ ‫המתאימה‬ ‫ברגישות‬
‫איור‬3.9.2-‫של‬ ‫הפעולה‬ ‫אופן‬Focus FC 4
‫ש‬ ‫הפלטים‬‫הם‬ ‫התוכנה‬ ‫ל‬‫עדשת‬ ‫על‬ ‫אופטימאליים‬ ‫מתחים‬ :Quadruple-‫ציר‬ ‫על‬ ‫מרכוז‬x‫ציר‬ ‫על‬ ‫ומרכוז‬y.
‫ציר‬ ‫על‬ ‫מרכוז‬ ,‫העדשה‬ ‫של‬ ‫החלקים‬ ‫ששני‬ ‫מכיוון‬x‫ציר‬ ‫על‬ ‫ומרכוז‬y‫אחד‬ ‫על‬ ‫אופטימיזציה‬ ‫ביצוע‬ ,‫בשני‬ ‫אחד‬ ‫תלויים‬ ,
‫חכם‬ ‫לא‬ ‫צעד‬ ‫יהיה‬ ‫השני‬ ‫לחלק‬ ‫ומעבר‬ ‫מהם‬-‫מאחר‬ ,‫האופטימאלית‬ ‫הנקודה‬ ‫את‬ ‫נפספס‬.‫ישתנה‬ ‫השני‬ ‫החלק‬ ‫של‬ ‫והמתח‬
‫בציר‬ ‫מרכוז‬ ‫על‬ ‫סריקה‬ ‫מבצעת‬ ‫היא‬ ‫התוכנה‬ ‫של‬ ‫אחת‬ ‫בלולאה‬ ,‫לכן‬y‫בציר‬ ‫למרכוז‬ ‫וממשיכה‬x.
‫סעיף‬ ‫]ראה‬ ‫האחרון‬ ‫הקוודרופול‬ ‫כי‬ ,‫הנחה‬ ‫מנקודת‬ ‫יצאנו‬ ‫זו‬ ‫בתוכנה‬3.1‫הקוודרופ‬ ‫עדשת‬ ,‫ו‬‫עוצמת‬ ‫על‬ ‫משפיע‬ ‫אינו‬ [‫ל‬
‫מ‬ ‫למתח‬ ‫אותו‬ ‫לכוון‬ ‫מדי‬ ‫רב‬ ‫זמן‬ ‫ולוקח‬ ‫מאחר‬ ,‫הקרן‬‫של‬ ‫המתחים‬ ,‫בנוסף‬ .‫הקרן‬ ‫עוצמת‬ ‫על‬ ‫משפיע‬ ‫ולא‬ ‫כמעט‬ ‫והוא‬ ,‫סוים‬
‫קבוע‬ ‫אותו‬ ‫ולהשאיר‬ ‫עליו‬ ‫לסרוק‬ ‫לא‬ ‫עדיף‬ ‫לכן‬ ,‫המסיט‬ ‫של‬ ‫במתח‬ ‫גם‬ ‫תלויים‬ ‫העדשה‬ ‫חלקי‬ ‫שני‬
‫על‬ ‫האופטימיזציה‬ ‫בתוכנת‬ ‫לדיון‬ ‫לעבור‬ ‫אוכל‬ ‫כעת‬FC 4.
‫על‬ ‫האופטימיזציה‬ ‫תוכנת‬ ,‫הסעיף‬ ‫בתחילת‬ ‫שנאמר‬ ‫כמו‬FC 4‫תוכנת‬ ‫על‬ ‫מבוססת‬‫של‬ ‫האופטימיזציה‬FC 2‫ו‬-Surf‫אולם‬ ,
‫ל‬ ‫התווספו‬ ‫זו‬ ‫בתוכנה‬-Surf‫האופציה‬‫על‬ ‫לסרוק‬‫עדשת‬‫לבצע‬ ‫חייבים‬ .‫המקורית‬ ‫בתוכנה‬ ‫התאפשר‬ ‫שלא‬ ‫מה‬ ,‫הקוודרופול‬
‫על‬ ‫סריקה‬FC 2.‫הסריקה‬ ‫בזמן‬ ‫ולחסוך‬ ‫האופטימאלית‬ ‫לנקודה‬ ‫שקרובה‬ ‫נקודה‬ ‫לקבל‬ ‫בשביל‬ ‫וזאת‬ ,‫התוכנה‬ ‫הפעלת‬ ‫לפני‬
:‫התוכנה‬ ‫שם‬4Focus FC
‫הם‬ ‫התוכנה‬ ‫של‬ ‫הקלטים‬‫של‬ ‫ההאצה‬ ‫ומתח‬ ‫סוגו‬ ,‫היון‬ ‫מסת‬ ,‫סריקה‬ ‫רגישויות‬ ,‫הרכיבים‬ ‫על‬ ‫אופטימאליים‬ ‫מתחים‬ ‫ניחושי‬ :
‫ל‬ ‫שיגיעו‬ ‫היונים‬ ‫את‬ ‫הקובעים‬ ‫הם‬ ‫אלו‬ ‫)פרמטרים‬ ,‫הקרן‬-FC 4‫ב‬ .-FC 2‫בקרן‬ ‫שיש‬ ‫המסות‬ ‫כל‬ ‫פוגעות‬.(
‫הם‬ ‫התוכנה‬ ‫של‬ ‫הפלטים‬‫מ‬ ‫קרן‬ ‫ועוצמת‬ ‫הרכיבים‬ ‫על‬ ‫אופטימאליים‬ ‫מתחים‬ :.‫קסימאלית‬
‫ה‬ ‫זהו‬-FP:‫שלה‬
‫הרכיבים‬ ‫על‬ ‫התחלתיים‬ ‫מתחים‬ ‫ניחושי‬ ‫הודעות‬ ‫חלון‬
‫המגנט‬ ‫על‬ ‫לסריקה‬ ‫נתונים‬
‫הסריקה‬ ‫של‬ ‫גרף‬
‫האופטימיזציה‬ ‫תוצאות‬
.‫כולל‬ ‫לולאות‬ ‫מספר‬
‫על‬ ‫לולאות‬ ‫מספר‬
.‫קוודרופול‬ ‫עדשת‬
.‫ההרצה‬ ‫זמן‬
‫לקובץ‬ ‫הסריקה‬ ‫תוצאות‬ ‫שמירת‬!‫הסריקה‬ ‫את‬ ‫התחל‬

24. 24
‫הרצת‬Focus FC 2‫האופטימאלי‬ ‫המתחים‬ ‫ומציאת‬.‫הרכיבים‬ ‫על‬ ‫ים‬
‫על‬ ‫האופטימיזציה‬ ‫את‬ ‫ולבצע‬ ‫להמשיך‬ ‫רוצה‬ ‫אתה‬ ‫האם‬FC 4‫לחזור‬ ,
‫על‬ ‫האופטימיזציה‬ ‫על‬FC 2?‫התוכנה‬ ‫הרצת‬ ‫את‬ ‫לסיים‬ ‫או‬
‫לחזור‬
‫לאופטימיזציה‬
‫של‬FC 2
‫את‬ ‫והצג‬ ‫התוכנה‬ ‫את‬ ‫סיים‬
‫האופטימאליים‬ ‫המתחים‬
‫הרצת‬Focus FC 4‫ומציאת‬‫המתחים‬
.‫הרכיבים‬ ‫על‬ ‫האופטימאליים‬
‫לסיים‬‫את‬
‫התוכנה‬ ‫הרצת‬
‫על‬ ‫לחזור‬
‫האופטימיזציה‬
‫של‬FC 4
‫להמ‬‫שיך‬
‫באופטימיזציה‬
‫את‬ ‫לסיים‬
‫התוכנה‬ ‫הרצת‬
‫לבצע‬ ‫או‬ ‫התוכנית‬ ‫הרצת‬ ‫את‬ ‫לסיים‬ ‫האם‬
‫על‬ ‫האופטימיזציה‬ ‫את‬ ‫שוב‬FC 4?
:‫התוכנה‬ ‫של‬ ‫הסריקות‬ ‫אחת‬ ‫מתוך‬ ‫גרף‬ ‫להלן‬
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
(sec) ‫זמן‬
(*100nA) ‫הקרן‬ ‫עוצמת‬
1
2 3
4
5
3.10‫הסופית‬ ‫התוכנה‬
‫על‬ ‫מקסימום‬ ‫שמוצאות‬ ‫התוכנות‬ ‫שתי‬ ‫משילוב‬ ‫נבנתה‬ ‫הסופית‬ ‫התוכנה‬FC 2‫ו‬-FC 4‫של‬ ‫יותר‬ ‫מהיר‬ ‫תהליך‬ ‫מתאפשר‬ ‫וכן‬ ,
‫של‬ ‫והממשק‬ ‫אופטימיזציה‬.‫למשתמש‬ ‫יותר‬ ‫ידידותי‬ ‫התוכנה‬
‫של‬ ‫הקלטים‬‫התוכנה‬) ‫תוכנה‬ ‫בכל‬ ‫הלולאות‬ ‫מספר‬ ,‫האופטימאליים‬ ‫המתחים‬ ‫ניחושי‬ ‫הם‬Focus FC 4,Focus FC 2,(
.‫הקרן‬ ‫של‬ ‫התנועה‬ ‫ואנרגית‬ ‫סוגו‬ ,‫היון‬ ‫מסת‬
‫התוכנה‬ ‫של‬ ‫הפלטים‬.‫הרכיבים‬ ‫על‬ ‫האופטימאליים‬ ‫המתחים‬ ‫הם‬
‫גרף‬3.9.1-‫עם‬ ‫סריקה‬ ‫של‬ ‫גרף‬Focus FC 4.
:‫סריקה‬ ‫נתוני‬
‫עדשת‬Einzel-2‫אנכי‬ ‫מסיט‬ ,-6.1−‫אופקי‬ ‫מסיט‬ ,-4.1−‫מגנט‬ ,-
88224.256‫קוו‬ ‫עדשת‬ ,‫מיקוד‬ ‫דרופול‬x-0.7‫מיקוד‬ ‫קוודרופול‬ ‫עדשת‬ ,
y-1.5
:‫תוצאות‬
‫אופטימאליים‬ ‫מתחים‬-‫עדשת‬Einzel-1.6‫אנכי‬ ‫מסיט‬ ,-6.0−‫מסיט‬ ,
‫אופקי‬-3−‫מגנט‬ ,-85315.286‫מיקוד‬ ‫קוודרופול‬ ‫עדשת‬ ,x-02.2,
‫קוודרופול‬ ‫עדשת‬‫מיקוד‬y-5
‫לנקודה‬ ‫הגרף‬ ‫תחילת‬ ‫בין‬1‫לקבל‬ ‫בשביל‬ ,‫המגנט‬ ‫על‬ ‫מקדימה‬ ‫סריקה‬ ‫בוצעה‬
‫היון‬ ‫את‬
−
2lA.
‫הנקודות‬ ‫בין‬1‫ל‬-2.‫האופקי‬ ‫המסיט‬ ‫על‬ ‫סריקה‬ ‫בוצעה‬
‫הנקודות‬ ‫בין‬2‫ל‬-3‫עדשת‬ ‫על‬ ‫סריקה‬ ‫בוצעה‬Einzel.
‫הנקודות‬ ‫בין‬3‫ל‬-4.‫המגנט‬ ‫על‬ ‫סריקה‬ ‫בוצעה‬
‫הנקודות‬ ‫בין‬4‫ל‬-5‫בוצע‬.‫האנכי‬ ‫המסיט‬ ‫על‬ ‫סריקה‬ ‫ה‬
‫נקודה‬ ‫בין‬5.‫הקוודרופול‬ ‫עדשת‬ ‫על‬ ‫סריקה‬ ‫בוצעה‬ ‫הגרף‬ ‫לסוף‬
‫איור‬3.10.1-‫הסופית‬ ‫התוכנה‬ ‫של‬ ‫הפעולה‬ ‫אופן‬