در این تحقیق کاربردهای پرتوهای الکترونی در مطالعات و آزمایش ها علمی، صنعت و پزشکی بررسی، ابزار تولید پرتوهای الکترونی یا تفنگ الکترونی معرفی و بخش های مختلف و فیزیک حاکم بر آن ها مورد مطالعه قرار گرفت. از جمله مهمترین بخش های یک تفنگ الکترونی ابزارهای متمرکزسازی یا لنزهای الکتروستاتیکی هستند. در این پایان نامه انواع مختلف این ابزارها و کارایی هر کدام بررسی و توسط نرم افزار ebs 2.00 شبیه سازی شدند. به منظور بررسی رفتار اپتیکی لنزهای الکتروستاتیکی تصویرسازی و رفتار کانونی در آن ها بررسی شد. در بررسی رفتارهای اپتیکی در این لنزها در تصویرسازی از زوایای گسیل مشخص و در رفتار کانونی از پهنای پرتوی مشخصی استفاده شد. مقدار این زوایا و پهنا ها توسط نرم افزار به گونه ای بهینه شد که ابیراهی در این سامانه ها حذف شود. همچنین اثر تغییر زوایای گسیل و پهنای پرتو و نیز انرژی اولیه ی پرتوها هنگام ورود به لنز در لنز روزنه ای دو جزئی مورد بررسی قرار گرفت. در انتها سه نمونه تفنگ الکترونی برای کاربردهای خاص طراحی و شبیه سازی شدند. این طراحی ها عبارتند از 1) تفنگ الکترونی با انرژی پایین به عنوان منبعی برای یک تکفام ساز 2) تفنگ الکترونی در انرژی پایین به منظور تولید باریکه ی الکترونی با قطر و مکان تصویر ثابت در انرژی های نهایی مختلف و 3) تفنگ الکترونی تبخیر. در این تفنگ ها از لنزهای الکتروستاتیک در حضور کاتد گرمایونی استفاده شد و در نهایت برخی پارامترها در این تفنگ ها مورد بررسی قرار گرفت.