Redigerer Faraday-kopp

{{Infoboks Laboratorieutstyr|navn=Faraday-kopp|bilde=Faraday Cup.png|underskrift=Skjematisk diagram over en Faraday-kopp|akronym=|andre_navn=|bruk=Ladet partikkeldetektor|bemerkelsesverdige_eksperimenter=|oppfinner=|produsenter=|model=|materiale=|komponenter=|relaterte_ting=[[Elektronmultiplikator]] <br/> [[Mikroplate detektor]] <br/> [[Daly detektor]]}}

En '''Faraday-kopp''' er en [[metall]] (ledende) kopp designet for å fange [[Ladet partikkel|ladede partikler]] i [[vakuum]]. Den resulterende strømmen kan måles og brukes til å bestemme antall [[ion]]er eller [[elektron]]er som treffer koppen.<ref>{{Kilde artikkel|tittel=Faraday‐Cup Monitors for High‐Energy Electron Beams|publikasjon=Review of Scientific Instruments|doi=10.1063/1.1715674|url=http://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.1715674|dato=September 1956|fornavn=K. L.|etternavn=Brown|etternavn2=Tautfest|fornavn2=G. W.|serie=9|språk=en|bind=27|sider=696–702|issn=0034-6748|besøksdato=2021-02-26}}</ref> Faraday-koppen ble oppkalt etter [[Michael Faraday]], som rundt 1830 var den første som utarbeidet teorier om ioner.<ref>{{Kilde bok|url=http://www.oxforddnb.com/view/10.1093/ref:odnb/9780198614128.001.0001/odnb-9780198614128-e-9153|tittel=Faraday, Michael (1791–1867), natural philosopher, scientific adviser, and Sandemanian|etternavn=James|fornavn=Frank A. J. L.|dato=2004-09-23|utgiver=Oxford University Press|bind=1|språk=en|doi=10.1093/ref:odnb/9153}}</ref>

Som eksempel på instrumenter som bruker Faraday-kopper kan nevnes romfartsonder ([[Voyager 1]], & [[Voyager 2|2]], [[Parker Solar Probe]], etc.) og [[Massespektrometri|massespektrometre]].

== Prinsipp for drift ==
[[Fil:Faraday_cup.jpg|miniatyr|Faraday-kopp med en elektron-undertrykkende plate foran]]
Når en stråle eller en pakke med ioner treffer metallet, får den en liten nettolading mens ionene blir nøytralisert. Metallet kan deretter utlades for å måle en liten strøm proporsjonal med antall påstøtende ioner. Faraday-koppen er i det vesentlige en del av en krets der ioner er ladningsbærerne i vakuum, og det er grensesnittet til det faste metallet der elektroner fungerer som [[ladningsbærere]] (som i de fleste kretser). Ved å måle den elektriske strømmen (antall elektroner som strømmer gjennom kretsen per sekund) i metaldelen av kretsen, kan antall ladninger som bæres av ionene i vakuumdelen av kretsen bestemmes. For en kontinuerlig stråle av ioner (hver med en enkelt ladning) er det totale antallet ioner som treffer koppen per tidsenhet

: <math> \frac {N}{t} = \frac {I}{e}</math>

hvor N er antall ioner som er observert i en tid t (i [[sekund]]er), I er den målte strømmen (i [[ampere]]) og e er den [[Elementærladning|grunnleggende ladningen]] (ca. 1,60 × 10−19 [[Coulomb|C]]). Dermed tilsvarer en målt strøm på en nanoamp (10<sup>−9</sup> A) omtrent 6 milliarder ioner som treffer Faraday-koppen hvert sekund.

Tilsvarende kan en Faraday-kopp fungere som en samler for elektroner i et vakuum (f.eks. Fra en [[Katodestråle|elektronstråle]]). I dette tilfellet treffer elektronene ganske enkelt metallplaten/koppen, og en strøm produseres. Faraday-kopper er ikke like følsomme som [[elektronmultiplikator]]detektorer, men er høyt ansett for nøyaktighet på grunn av den direkte sammenhengen mellom den målte strømmen og antall ioner.

== Feilkilder ==
Tellingen av ladninger samlet per tidsenhet påvirkes av to feilkilder: 1) utslipp av sekundære elektroner med lav [[energi]] fra overflaten som er rammet av hendelsesladningen og 2) tilbakespredning (~ 180 graders spredning) av den innfallende partikkelen, noe som forårsaker den for å forlate samleflaten, i det minste midlertidig. Spesielt med elektroner er det grunnleggende umulig å skille mellom et nytt nytt innfallende elektron og et som har blitt tilbakesprengt eller til og med et raskt sekundært elektron.

== Referanser ==
<references />

{{Massespektrometri}}
{{Autoritetsdata}}

[[Kategori:Massespektrometri]]
[[Kategori:Måleinstrumenter]]
[[Kategori:Plasmafysikk]]