Danas je težište na termičkoj emisiji. Razmatrane su varijante naziva učinka, njegova manifestacija u mediju i u vakuumu. Istražuju se temperaturne granice. Određeni su sastavni dijelovi gustoće struje zasićenja termičke emisije.
Nazivi učinaka termičke emisije
Izraz "termička emisija" ima i druga imena. Po imenima znanstvenika koji su otkrili i prvi istražili ovaj fenomen, on se definira kao Richardson-ov efekt ili Edisonov efekt. Dakle, ako se osoba susreće s ove dvije fraze u tekstu knjige, mora se sjetiti da se podrazumijeva isti fizički izraz. Konfuzija je nastala zbog neslaganja između publikacija domaćih i stranih autora. Sovjetski fizičari nastojali su zakonima dati objašnjenja.
Izraz "termička emisija" sadrži bit fenomena. Osoba koja ovu frazu vidi na stranici odmah shvati da govorimo o temperaturnoj emisiji elektrona, ostaje samo iza kulisa, da se to događa u metalima bez prestanka. Ali za to postoje definicije koje otkrivaju detalje. U stranoj znanosti vrlo su osjetljivi na primat i autorska prava. Stoga znanstvenik koji je uspio popraviti nešto dobiva nominalnu pojavu, a siromašni studenti zapravo bi trebali napamet napamet naći imena otkrivača, a ne samo suštinu učinka.
Određivanje termičke emisije
Fenomen termičke emisije je da elektroni izlaze iz metala pri visokoj temperaturi. Tako su zagrijano željezo, kositar ili živa izvor tih elementarnih čestica. Mehanizam se temelji na činjenici da u metalima postoji posebna veza: kristalna rešetka pozitivno nabijenih jezgara, kao da je, zajednička osnova za sve elektrone koji tvore oblak unutar strukture.
Tako će među negativno nabijenim česticama koje se nalaze blizu površine uvijek biti onih koje imaju dovoljno energije da napuste volumen, odnosno da prebrode potencijalnu barijeru.
Temperaturna temperatura s efektom emisije
Zbog metalne veze, na površini bilo kojeg metala nalazit će se elektroni koji imaju dovoljno sila da savladaju potencijalnu izlaznu barijeru. Međutim, zbog iste raspršenosti energije, jedna se čestica jedva odvaja od kristalne strukture, dok se druga odvaja i putuje određenu udaljenost ionizirajući medij oko nje. Očito, što je više kelvina u mediju, više elektrona dobiva sposobnost napuštanja volumena metala. Stoga se postavlja pitanje koja je temperatura termičke emisije. Odgovor nije jednostavan, a razmotrit ćemo donju i gornju granicu postojanja ovog učinka.
Temperaturne granice termičke emisije
Povezanost pozitivnih i negativnih čestica u metalu ima niz značajki, među kojima je vrlo gusta raspodjela energije. Elektroni, kao fermioni, svaki zauzimaju svoju energetsku nišu (za razliku od bozona, koji su u stanju biti svi u jednom stanju). Unatoč tome, razlika između njih je tako mala da se spektar može smatrati kontinuiranim, a ne diskretnim.
To zauzvrat dovodi do velike gustoće stanja elektrona u metalima.Međutim, čak i pri vrlo niskim temperaturama, blizu apsolutne nule (podsjetimo, ovo je nula Kelvina ili otprilike minus dvjesto sedamdeset i tri stupnja Celzija), postojat će elektroni s višom i nižom energijom, jer svi oni istovremeno ne mogu biti u nižem stanju. To znači da će se u određenim uvjetima (tanka folija) vrlo rijetko primijetiti izlaz elektrona iz metala čak i pri ekstremno niskim temperaturama. Stoga se vrijednost blizu apsolutne nule može smatrati donjom granicom temperature termičke emisije.
S druge strane temperaturne ljestvice je taljenje metala. Prema fizikalno-kemijskim podacima, za sve materijale iz ove klase ova je karakteristika različita. Drugim riječima, metali s istim talištem ne postoje. U normalnim uvjetima, živa ili tekućina prolaze iz svog kristalnog oblika čak i na minus trideset devet Celzijevih stupnjeva, dok volfram - na tri i pol tisuće.
Međutim, sve su te granice povezane jednom - metal prestaje biti čvrst. To znači da se zakoni i učinci mijenjaju. A reći da u topljenju postoji termička emisija nije potrebno. Dakle, talište metala postaje gornja granica ovog učinka.
Vakuumska termoelektronska emisija
Sve gore navedeno odnosi se na fenomen u mediju (na primjer, u zraku ili u inertnom plinu). Sada se prelazimo na pitanje što je termionska emisija u vakuumu. Da bismo to učinili, opisujemo najjednostavniji uređaj. U tikvicu iz koje se ispumpavao zrak stavlja se tanka metalna šipka u koju se dovodi negativni pol struje. Imajte na umu da se materijal mora rastopiti na dovoljno visokim temperaturama da ne bi izgubili kristalnu strukturu tijekom eksperimenta. Tako dobivena katoda okružena je cilindrom od drugog metala i na nju je povezan pozitivni pol. Prirodno, anoda se nalazi i u posudi ispunjenoj vakuumom. Kad se krug zatvori, dobivamo struju termičke emisije.
Primjetno je da u tim uvjetima ovisnost struje o naponu pri konstantnoj temperaturi katode ne poštuje Ohmov zakon, već zakon tri sekunde. Također je nazvan po Child (u drugim verzijama Child-Langmuir, pa čak i Child-Langmuir-Boguslavsky), a u znanstvenoj literaturi na njemačkom jeziku - po Schottkyjevoj jednadžbi. S porastom napona u takvom sustavu u određenom trenutku, svi elektroni izvučeni iz katode dosežu anodu. To se naziva strujom zasićenja. Na karakteristici napona struje, to se izražava činjenicom da krivulja ide do visoravni, a daljnje povećanje napona nije učinkovito.
Formula termičke emisije
Ovo su značajke koje ima termička emisija. Formula je prilično složena, pa je ovdje nećemo dati. Osim toga, lako ga je pronaći u bilo kojem direktoriju. Formula termičke emisije općenito ne postoji, smatra se samo gustoća struje zasićenja. Ova vrijednost ovisi o materijalu (koji određuje radnu funkciju) i termodinamičkoj temperaturi. Sve ostale komponente formule su konstante.
Na temelju termičke emisije djeluju mnogi uređaji. Na primjer, stari veliki televizori i monitori temelje se na ovom efektu.
