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1887年,海因里希·赫兹成功制成并接收到麦克斯韦所描述的电磁波。麦克斯韦将电学、磁学与光学统合成一种理论。1859年,德国物理学家尤利乌斯·普吕克将真空管两端的电极之间通上高压电,产生阴极射线。
粒子使用电场来增加电子或正子的能量,使这些粒子拥有高能量。当这些粒子通过磁场时,它们会同步辐射。由于辐射的强度与自旋有关,因而造成了电子束的偏振。这过程称为索克洛夫-特诺夫效应。很多实验都需要使用偏振的电子束为粒子源。
低能电子衍射技术(LEED)照射准直电子束于晶体物质,然后根据观测到的衍射图案,来推断物质结构。这技术所使用的电子能量通常在20~200eV之间。反射高能电子衍射(RHEED))技术以低角度照射准直电子束于晶体物质,然后搜集反射图案,从而推断晶体表面的资料。这技术所使用的电子的能量在8~20keV之间,入射角度为1~4°。
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