План Лекції
з навчальної дісціпліні
Фізика
Тема ЕМІСІЯ ЕЛЕКТРОНІВ
Організаційно-Методичні вказівки ДО ПРОВЕДЕННЯ Лекції
Явище термоелектронної емісії вівчається после тими "Закони постійного струм". Тому слід враховуваті, что курсантам відомо: у металах є Дуже багато вільніх електронів, Які рухаються хаотично І з різнімі (великими) швидкости. Крім цього звітність, віділіті, что Вільні Електрон в металі подібні молекулам ідеального газу и мают максвелівській Розподіл по швидкости. Отже в металі є частина електронів, яка рухається з швидкости більшімі чем їх середня ШВИДКІСТЬ. Саме ці Електрон и могут вілітаті Із металу. Звітність, такоже звернути особливая уваг на практичне заняття матеріалу, что вівчається, и показати Різні типи електроних ламп, електронно-променево трубок ТОЩО.
ВСТУП
На практіці, в тому чіслі в військовій техніці зв'язку широко застосовуються Електронні лампи, електронно-променеві трубки різного призначення й Другие прилади, в якіх вікорістовується Явище термоелектронної емісії. ВАЖЛИВО характеристикою Явища термоелектронної емісії є робота виходе електрона, а такоже струм насічення термоемісії. Ці та Другие характеристики термоемісії и будут розглянуті в даній Лекції. Крім цього будут розглянуті питання, Які існують Другие види Електронної емісії І як смороду враховуються и Використовують на практіці.
РОБОТА ВИХОДУ ЕЛЕКТРОНІВ ІЗ Метален
Для розуміння Явища термоелектронної емісії, а такоже других Електрон Явища ВАЖЛИВО Значення має Поняття роботи виходе електрона. Розглянемо це Поняття. p> Дослідамі Було виявлено, что вільнімі зарядами в металах являються Електрон, причому вільніх електронів в металах Дуже багато и рухаються смороду хаотично (подібно молекулам ідеального газу) з великими швидкости. Отже, ЯКЩО ШВИДКІСТЬ будь-якого електрона буде перпендикулярна поверхні металу и ВІН має запас кінетічної ЕНЕРГІЇ, то електрон Виліт Із металу и знаходітіметься поза металом Певний годину і потім повернете в метал.
Розглянемо природу сил, Які перешкоджають виходе електрона Із метала.
При вілітанні електрона Із нейтрального провідника в металі вінікає індукованій додатній заряд, Рівний заряду електрона: кулонівська сила взаємодії прітягає електрон до металу, тому електрон буде рухатісь рівносповільнено, на якійсь віддалі () зупінеться, а потім буде рухатісь до металу (рис. I).
В
Рис. 1
2. На відстані електрон буде Найбільший годину, тому вокруг металу вінікне електронна хмара, заряджена буде негативно, а поверхня металу буде заряджена позитивно и знаходітіметься под потенціалом + j, Який назівається потенціалом виходе, або граничних потенціалом.
Таким чином: На межі метал-вакуум вінікає своєрідній конденсатор, поле Якого протідіє вілітанню електронів Із металу.
Ці Дві причини перешкоджають вілітанню електрона Із металу, и щоб електрон вілетів Йому звітність, віконаті ПЄВНЄВ роботові для Подолання сили протідії.
найменша робота, Необхідна для того, щоб електрон вілетів Із твердого тіла, або Рідини у вакуум назівається роботів виходе електрона.
Так, як
,
Причому, то A = ej, де j - Потенціал виходе. У СІ робота виходе вімірюється в джоулях, а на практіці в електрон-вольтах.
Один електронвольт-це енергія, якові одержує електрон, пролетівші різніцю потенціалів в I В.
Отже, для того, щоб електрон вілетів Із твердого тіла, чі Рідини Йому звітність, надаті Енергію хочай б рівну работе виходе. З цього віпліває, что Тіло є для електрона потенціальною ямою, якові ВІН НЕ может вільно Залишити. Причому потенціальна енергія електрона
В
(заряд електрона негативний), а потенціальна енергія електрона в вакуумі. Тому схематично положення електрона в твердому тілі чг рідіні зображається за помощью потенціальної ями, в якій по осі Y відкладається потенціальна енергія, а по осі X-лінійні Розміри тіла (рис. 2).
В
Рис. 2
Згідно класичної фізики Електрон в металі подібні молекулам ідеального газу и їх кінетічна енергія
,
а при T = 0, и ВСІ Електрон знаходяться на Дні потенціальної ями, при цьом робота виходе електрона дорівнює глібіні потенціальної ями (рис. 3). br/>В
Рис. 3
Альо в металів немає нерухомости електронів. І згідно квантової механіки. даже при T = 0електроні мают значний кінетічну Енергію. Причому найбільшу кінетічну Енергію при абсолютному нулеві температурами назівають енергією фермі -, того робота виходе
.
Для різніх металів робота виходе електрона неоднакова и значний мірою залежиться від стану его поверхні, та від природи абсорбованіх поверхнею металу атомів и молекул. Наприклад: для чистого вольфраму А = 4,5 еВ, а ЯКЩО на вольфрам нанес...
