Электронные пушки (иначе электронные прожектора) являются универсальным компонентом электрических приборов. Они незаменимы в ряде устройств, от 3D принтеров и сварочных автоматов до синхротронов в комплексе Diamond в Великобритании и электрических систем Kimball в США. Но как они работают? Секрет кроется в кинетической энергии и электрическом токе. Встроенная в вакуумную трубку электрического прибора, пушка превращает электроны и ионы в полезные лучи энергии, вырывая их из металлического источника (катода). Этот процесс называется термоэлектронной эмиссией. Внутри пушки есть малая нить накаливания, нагревающая катод, что заставляет его выделять поток электронов. Электроны быстро ускоряются, а полученный луч вытягивается в направлении соседнего положительно заряженного анода. В аноде есть небольшие отверстия, которые предоставляют проход некоторым электронам, таким образом, формируется направленный луч, который проходит внутри устройства. Используя эту концепцию, в 1897 году Томсон открыл электрон. К открытию привел ряд экспериментов с катодными лучами и исследование их применения.
Существует два основных вида электронных пушек: термоэлектронной и автоэлектронной эмиссии. Первые распространены гораздо больше, поскольку могут работать при высокой температуре. Пушки с автоэмиссией нагреваются меньше, но имеют большую яркость и большее электрическое поле. Кроме того, при необходимости рассеять луч более широкой площади используются считывающие электронные прожектора.