2.8 Робота виходу. Явище термоелектронної емісії. Формула Річардсона-Дешмана

Робота, яку необхідно виконати електронам, щоб покинути поверхню матеріалу і вийти за його межі, називається роботою виходу. Поверненню електронів назад заважає електричне поле подвійного шару біля поверхні. Робота виходу залежить від роду матеріалу і стану його поверхні.

[A]=1 еВ.

1 еВ – це робота, яку виконує електрон, проходячи різницю потенціалів 1 В.

1 еВ = 1,610^-19 Кл  1 В = 1,610^-19 Дж

А_вих_. = 3,8 еВ  6 Ев – для металів.

2.8.1 Термоелектронна емісія

Термоелектронна емісія – це явище виривання електронів з поверхні матеріалів під дією тепла. Існують також автоелектронна емісія, фотоелектронна емісія.

Автоелектронна емісія – це виривання електронів з поверхні при прикладанні електричного поля.

Фотоелектронна емісія – виривання електронів з поверхні під дією світла або інших іонізуючих випромінюваннь.

Потік електронів, які випускаються нагрітими тілами, описується формулою Річардсона-Дешмана:

В=const, Т – температура в К, е – основа натурального логарифма, А_в – робота виходу, j_н – густина струму насичення, k – cтала Больцмана.

2.8.2 Струм в вакуумі. Діоди та тріоди

У вакуумі струм зумовлений рухом електронів, утворених внаслідок термо-електронної емісії, що відбувається з катода. До катода прикладена від’ємна напруга по відношенню до анода.

Катод і анод – електроди, що знаходяться всередині відкачаної скляної трубки, в якій створено високий вакуум.

Залежність струму в колі від напруги на аноді:

- закон Богуславського-Ленгмюра,

або закон трьох-других. Закон Ома не виконується в даному випадку. B – коефіцієнт, який враховує конструктивні особливості вакуумного діода або тріода.

Напруга насичення і струм насичення – це такі значення напруги і струму, при яких всі електрони, що вилетіли із катода долітають до анода. Тому при збільшенні напруги вище U_н струм не змінюється.

Тріод – трьохелектродна лампа, в якій 3-й електрод – сітка – служить для керування потоком електронів, що летить від катода до анода. Наявність сітки дозволяє використовувати тріод як підсилювач.

2.9 Провідність газів

2.9.1 Електричний розряд в газах

При іонізації області простору між двома пластинами в колі (див. рис. 2.6) протікає струм.

Процес протікання електричного струму в газі називається електричним розрядом.

Розрізняють 2 типи провідності газів: самостійну і несамостійну провідності. При самостійній провідності газ продовжує бути провідником після припинення дії іонізатора. При несамостійній провідності газ не проводить електричний струм, коли дія іонізатора припинена.

В газах йдуть 2 типи процесів:

іонізація – процес створення вільних носіїв під дією іонізатора;
рекомбінація (молезація) – процес їх зникнення.

Провідність газу залежить від концентрації носіїв, їх швидкості, величини заряду. Носіями є позитивні і негативні іони та електрони, що виникли при дії іонізатора.

Густина струму –