Электронная, термоэлектронная, фотоэлектронная эмиссия
Электронная эмиссия — явление испускания электронов поверхностью твердого тела или жидкости.
Термоэлектро́нная эми́ссия (эффект Ричардсона, эффект Эдисона) — явление вырывания электронов из металла при высокой температуре. Концентрация свободных электронов в металлах достаточно высока, поэтому даже при средних температурах вследствие распределения электронов по скоростям (по энергии) 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, растёт, 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, то при накаливании катода и подаче на анод положительного напряжения (относительно катода) в анодной цепи диода возникает ток. Если поменять полярность батареи, 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 от анодного напряжения – вольт - амперную характеристику, то оказывается, что она не является линейной, то есть для вакуумного диода закон Ома не выполняется. Зависимость термоэлектронного тока от анодного напряжения в области малых положительных значений описывается законом трёх вторых (установлен русским физиком С. А. Богуславским и американским физиком И. Ленгмюром) : 
, где В — коэффициент, зависящий от формы и размеров электродов, а также их взаимного расположения.
При увеличении анодного напряжения ток возрастает до некоторого максимального значения, называемого током насыщения. Это означает, что почти все электроны, покидающие катод, достигают анода, поэтому дальнейшее увеличение напряжённости 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: 
,где 
— усреднённое по спектру термоэлектронов значение коэффициента отражения электронов от потенциального порога; 
— термоэлектрическая постоянная, равная 
— работа выхода электронов из катода; 
— заряд электрона; 
— постоянная Больцмана; 
— термодинамическая температура.
|
|
|
Фотоэлектронной эмиссией называется эмиссия электронов с поверхности тел под действием падающего на нее света.Основные законы фотоэлектронной эмиссии: 1. Закон Столетова: 
где Iф - ток фотоэлектронной эмиссии; Ф - световой (или лучистый) поток; k - коэффициент пропорциональности, называемый чувствительностью фотокатода (спектральной в случае монохроматического лучистого потока или интегральной при неразложенном потоке).2. Закон Эйнштейна: 
. Здесь 
-максимальная кинетическая энергия покидающих катод электронов; v - частота падающего на катод света; А- работа выхода материала катода: 
- постоянная Планка.
Закон Эйнштейна может быть также записан в виде 
Aвых = eφ.
Пороговая частота v0 или пороговая длина волныλ0 связана с работой выхода катода соотношениями
, где 
, нм.
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 706; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!