Лекция законы постоянного тока
Эмиссионные явления и их применения
жүктеу/скачать 0,75 Mb. Pdf көрінісі
|
|
7.2.3 Эмиссионные явления и их применения
Если сообщить электронам в металлах энергию, необходимую для совершения работы выхода, то часть электронов может покинуть металл, в результате чего наблюдается явление испускания электронов, или электронная эмиссия. В зависимости от способа сообщения электронам энергии различают термоэлектронную, фотоэлектронную, вторичную электронную и автоэлектронную эмиссии. 1.
- это испускание электронов нагретыми металлами. Концентрация свободных электронов в металлах достаточно высока, поэтому даже при средних температурах, вследствие максвелловского закона распределения электронов по скоростям (по энергиям), некоторые электроны обладают энергией, достаточной для преодоления потенциального барьера на границе металла. С повышением температуры число электронов, кинетическая энергия теплового движения которых больше работы выхода, Рисунок 3.20
растет и явление термоэлектронной эмиссии становится заметным. Исследование закономерностей термоэлектронной эмиссии можно
провести с помощью простейшей двухэлектродной лампы - вакуумного диода, представляющего собой откачанный баллон, содержащий два электрода: катод К и анод А. В простейшем случае катодом служит нить из тугоплавкого металла (например, вольфрама), накаливаемая электрическим током. Анод чаще всего имеет форму металлического цилиндра, окружающего катод. Если диод включить в цепь, как это показано на рис.3.20, то при накаливании катода и подаче на анод положительного напряжения (относительно катода) в анодной цепи диода возникает ток. Если поменять полярность батареи Б а , то ток прекращается, как бы сильно катод ни накаливали. Следовательно, катод испускает отрицательные частицы - электроны. Если поддерживать температуру накаленного катода постоянной и снять зависимость анодного тока I, от анодного напряжения U a - вольтамперную характеристику (рис.3.21), то оказывается, что она не является линейной, т.е. для вакуумного диода закон Ома не выполняется. Зависимость термоэлектронного тока от анодного напряжения в области малых положительных значений U описывается законом трех вторых (установлен русским физиком С. А. Богуславским (1883—1923) и американским физиком Ленгмюром (1881-1957)):
3/2
,
(3.106) где В — коэффициент, зависящий от формы и размеров электродов, а также их взаимного расположения. При увеличении анодного напряжения ток возрастает до некоторого максимального значения I max
, называемого током насыщения. Это означает, что почти все электроны, покидающие катод, достигают анода, поэтому дальнейшее увеличение напряженности поля не может привести к увеличению термоэлектронного тока. Следовательно, плотность тока насыщения характеризует эмиссионную способность материала катода. Плотность тока насыщения определяется формулой Ричардсона- Дешмана, выведенной теоретически на основе квантовой статистики:
жүктеу/скачать 0,75 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|