Bugün odak nokta termiyonik emisyondur. Etkinin adının, ortamdaki ve vakumdaki tezahürünün değişkenleri göz önünde bulundurulur. Sıcaklık limitleri incelenmiştir. Termiyonik emisyonun doyma akımı yoğunluğunun bağımlı bileşenleri belirlenir.
Termiyonik emisyonun etkisinin isimleri
"Termiyonik emisyon" teriminin başka isimleri vardır. Bu fenomeni keşfeden ve araştıran bilim adamlarının isimleri ile, Richardson etkisi veya Edison etkisi olarak tanımlanmaktadır. Dolayısıyla, bir kişi bu iki ifadeyle bir kitabın metninde karşılaşırsa, aynı fiziksel terimin ima edildiğini hatırlamalıdır. Bu karışıklığa, yerli ve yabancı yazarların yayınları arasındaki anlaşmazlık neden oldu. Sovyet fizikçileri yasalara açıklayıcı tanımlar vermeye çalıştı.
"Termiyonik emisyon" terimi, olgunun özünü içerir. Sayfadaki bu cümleyi gören kişi derhal elektronların sıcaklık emisyonu hakkında konuştuğumuzu anlar, sadece sahnelerin gerisinde kalır, metallerde aksaklık olmadan gerçekleşir. Ancak bunun için ayrıntıları ortaya çıkarmak için tanımlamalar var. Yabancı bilimde, önceliğe ve telif haklarına karşı çok hassastırlar. Bu nedenle, bir şeyi tamir edebilen bir bilim insanı, nominal bir fenomen alır ve fakir öğrenciler, sadece etkinin özünü değil, keşif isimlerini ezberlemelidir.
Termiyonik emisyon tayini
Termiyonik emisyon olgusu, elektronların yüksek sıcaklıkta metallerden çıkmasıdır. Bu nedenle, ısıtılmış demir, kalay veya cıva bu temel parçacıkların kaynağıdır. Mekanizma, metallerde özel bir bağlantı olduğu gerçeğine dayanmaktadır: Pozitif yüklü çekirdekten oluşan kristal kafes, olduğu gibi, yapı içinde bir bulut oluşturan tüm elektronlar için ortak bir temeldir.
Bu nedenle, yüzeye yakın negatif yüklü parçacıkların arasında, her zaman hacmi terk etmek, yani potansiyel engeli aşmak için yeterli enerjiye sahip olanlar olacaktır.
Termiyonik emisyon etki sıcaklığı
Metalik bağ nedeniyle, potansiyel çıkış bariyerini aşmak için yeterli kuvvete sahip herhangi bir metalin yüzeyinin yakınında elektronlar olacaktır. Bununla birlikte, aynı enerjilerin dağılmasından dolayı, bir parçacık kristal yapıdan zar zor kopar, diğeri ise besiyerini ortalayarak iyonize ederek belli bir mesafeye gider. Açıkçası, ortamdaki kelvin miktarı arttıkça, elektron miktarı metalin hacmini bırakma yeteneğini kazanır. Bu nedenle, soru, termiyonik emisyonun sıcaklığı nedir? Cevap basit değil ve bu etkinin varlığının alt ve üst sınırlarını dikkate alacağız.
Termiyonik emisyon sıcaklık limitleri
Metallerdeki pozitif ve negatif parçacıkların bağlanması, aralarında çok yoğun bir enerji dağılımı olduğu bir dizi özelliğe sahiptir. Fermanyon olan elektronların her biri kendi enerji nişlerini işgal eder (hepsi tek bir durumda olabilen bozonların aksine). Buna rağmen, aralarındaki fark o kadar küçüktür ki, spektrum ayrık değil sürekli olarak kabul edilebilir.
Bu da metallerde yüksek yoğunlukta elektron durumlarına yol açar.Bununla birlikte, çok düşük sıcaklıklarda bile, mutlak sıfıra yakın (hatırlama, bu sıfır Kelvin, ya da yaklaşık eksi iki yüz yetmiş üç santigrat derece) bile, hepsi aynı anda daha düşük bir durumda olamayacağından daha yüksek ve daha düşük enerjili elektronlar olacaktır. Bu, belirli koşullar altında (ince folyo), çok nadiren bir metalden elektron çıkışının aşırı düşük sıcaklıklarda bile gözleneceği anlamına gelir. Bu nedenle, mutlak sıfıra yakın bir değer, termiyonik emisyon sıcaklığının alt sınırı olarak kabul edilebilir.
Sıcaklık ölçeğinin diğer tarafında metal eritmedir. Fizikokimyasal verilere göre, bu sınıfın tüm materyalleri için bu özellik farklıdır. Başka bir deyişle, aynı erime noktasına sahip metaller mevcut değildir. Normal şartlar altında, cıva veya sıvı kristal formundan zaten eksi otuz dokuz santigrat derece, tungsten - üç buçuk binde geçmektedir.
Ancak, tüm bu sınırlar tek bir şey ile ilişkilidir - metal katı olmaktan çıkar. Bu, yasaların ve etkilerin değiştiği anlamına gelir. Ve eriyikte termiyonik emisyon olduğunu söylemek gerekli değildir. Böylece, metalin erime noktası bu etkinin üst sınırı haline gelir.
Vakumlu Termoelektronik Emisyon
Yukarıdakilerin tümü, ortamdaki fenomen anlamına gelir (örneğin havada veya etkisiz bir gazda). Şimdi vakumdaki termiyonik emisyonun ne olduğu sorusuna dönüyoruz. Bunu yapmak için en basit cihazı açıklarız. Mevcut kaynağın negatif kutbunun getirildiği havaya pompalanan şişeye ince bir metal çubuk yerleştirilir. Malzemenin, deney sırasında kristal yapıyı kaybetmemesi için yeterince yüksek sıcaklıklarda erimesi gerektiğini unutmayın. Bu şekilde elde edilen katot, başka bir metalin silindiriyle çevrilidir ve ona pozitif bir kutup bağlanır. Doğal olarak, anot ayrıca vakum ile dolu bir kapta bulunur. Devre kapalıyken, termiyonik emisyonun akımını elde ederiz.
Bu koşullar altında, akımın sabit bir katod sıcaklığındaki gerilime bağımlılığının Ohm yasasına uymadığı, üç saniyenin yasasına uymadığı dikkat çekicidir. Ayrıca Schottky denklemi ile Çocuk (Çocuk-Langmuir ve hatta Çocuk-Langmuir-Boguslavsky'nin diğer versiyonlarında) ve Almanca-bilimsel literatürde ismini almıştır. Belirli bir anda böyle bir sistemde voltajda bir artış ile, katottan çıkarılan tüm elektronlar anoda ulaşır. Buna doygunluk akımı denir. Akım-gerilim karakteristiği üzerinde, bu, eğrinin platoya gitmesi gerçeği ile ifade edilir ve voltajda daha fazla bir artış etkili değildir.
Termiyonik Emisyon Formülü
Bunlar, termiyonik emisyonun sahip olduğu özellikler. Formül oldukça karmaşık, bu yüzden burada vermeyeceğiz. Buna ek olarak, herhangi bir dizinde bulmak kolaydır. Genel olarak, termiyonik emisyon formülü bu şekilde mevcut değildir, sadece doyma akımı yoğunluğu dikkate alınır. Bu değer malzemeye (iş işlevini belirler) ve termodinamik sıcaklığa bağlıdır. Formülün diğer tüm bileşenleri sabittir.
Termiyonik emisyon temelinde, birçok cihaz çalışır. Örneğin, eski büyük televizyonlar ve monitörler bu etkiye dayanmaktadır.
