19. Электрические токи в вакууме.

1. Контактная разность потенциалов. В 1797 г. Итальянский учёный А. Вольта экспериментально установил что при тесном соприкосновении между двумя разнородными металлами возникает разность потенциалов. Она получила название контактной разности потенциалов. В результате исследований Вольта установил два закона.

1. К.р.п. зависит лишь от химического состава и температуры соприкасающихся металлов.

2.К.п.р. последовательно соединённых различных проводников находящихся при одинаковой температуре не зависит от химического состава промежуточных проводников и равна к.р.п. возникающей при непосредственном соединении крайних проводников.

2.Термоэлектрическое явления. немецкий физик Т. Зеебек обнаружил что в замкнутой цепи состоящей из последовательно соединённых разнородных проводников. Контакты которых имеют различную температуру, возникает электрический ток, называемый термоэлектрическим. Замкнутая цепь проводников, создающая ток за счёт различия темпер. контактов назыв. Термоэлементом или термопарой. Термоэлектродвижущая сила ε термопары пропорционально разности температур спаев( контактов): , гдеα-постоянная величина для данной термопары. Явления Зеебека использ. Для измерения темпер. Высокая чувствительность термопар использ. Как для измерения очень малых разностей темпер. так и для измерения очень высоких и очень низких температур.

В 1834 г. Французский физик Ж. Пельтье обнаружил явления обратное термоэлектрическому : при прохождении через контакт двух различных проводников электрического тока в зависимости от направления тока помимо джоулевой теплоты выделяется или поглощается дополнительная теплота.

3. Эмиссия электронов. Если сообщить электронам в металлах энергию, равную работе которую нужно затратить для удаления электронов из твёрдого тела (работа выхода) то часть электронов покинет металл. Испускание электронов поверхностью называется электронной эмиссией. В зависимости от способа сообщения электронам энергии различаются:

1. Термоэлектронная эмиссия- испускание электронов нагретым металлом. Зависимость термоэлектронного тока от напряженияU в вакуумном диоде на начальном участке описывается законом трёх вторых, который выражается формулой Лэнгмюра-Богуславского: , где В-коэффициент зависящий от формы и размеров электродов, а также от их взаимного расположения.

2. Фотоэлектронная эмиссия- эмиссия электронов из атомов под действием света. Это явление назыв. Фотоэффектом и будет рассмотрено в дальнейшем.

3. Вторичная электронная эмиссия- испускание электронов поверхностью при бомбардировке её пучком электронов. Используется в фотоэлектронных умножителях (ФЭУ) применяемых для усиления слабых электрических токов.

4. Автоэлектронная эмиссия (холодная эмиссия)- эмиссия электронов под действием сильного внешнего электрического поля. Объясняется на основе квантовой теории и используется в микроэлектронном проекторе (например в кристаллической решётке вольфрама) позволяющем наблюдать на экране микропроектора следы от отдельных атомов.

4. Электронные лампы. Из полупроводников изготавливаются и триоды называемые транзисторами. Транзистор выполняет туже роль что и трёх электродная вакуумная лампа, а именно роль усилителя слабых колебаний напряжения. Полупроводниковые приборы благодаря своим преимуществам перед электронными лампами (малые габариты, высокие КПД и срок службы, отсутствие накаливаемого катода, что приводит к потреблению меньшей мощности, отсутствие необходимости создания вакуума) совершили революцию в электронике. Сегодня мы имеем безграничную обл. применения микроэлектроники (ЭВМ, телевизоры, часы).