![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Явище термоелектронної емісії
Провідність металів зумовлена наявністю вільних електронів, які рухаються подібно до частинок ідеального газу поміж іонами кристалічної ґратки металу. Внаслідок зіткнень вільних електронів між собою, а також з іонами ґратки встановлюється енергетично рівноважний розподіл електронів. Повна енергія електронів у гратці - від’ємна. Це означає, що при вильоті електрону з металу на нього діє сила, яка намагається повернути його назад у метал. Для виведення електрона з металу в вакуум необхідно виконати роботу проти цих сил, яка називається роботою виходу. Роботою виходу називається мінімальна робота, яку повинен здійснити електрон, щоб вирватись за межі даного металу в вакуум. Цю роботу можна також характеризувати різницею потенціалів у металі та поза ним: Залежність сили струму термоелектронної емісії від напруги міх електродами в двохелектродній лампі при постійній температурі нагрівання катода називається анодною характеристикою (рис.4.1). Вигляд залежності якісно пояснюється утворенням у просторі міх електродами електронної “хмаринки”, яка утворює додаткове електричне поле. Це поле міх електродами повертає частину електронів емісії у зворотному напрямі на катод. Збільшення прискорюючої різниці потенціалів Uа спричиняє ріст числа електронів, які досягають анода, і при цьому анодний струм Іа зростає. У цій області графік Іа = f(Uа) описується залежністю (формула Богуславського – Ленгмюра)
де К залежить від розмірів і форми електродів. При достатньо великій Ua всі електрони, що покидають катод, досягають анода. Подальший ріст струму з збільшенням анодної напруги припиняється, встановиться струм насичення. Теоретичний розрахунок дає залежність термоелектронного струму насичення від температури (формула Річардсона):
де В - постійна, що залежить від матеріалу й форми катода; S - площа поверхні катоду; Т - абсолютна температура катоду; А – робота виходу електрона з металу; k - постійна Больцмана, k = 1.38 10-23 Дж/К.
|