Elektromos áram vákuumban
Feltételek megléte elektromos áram vákuumban
Általánosságban elmondható, hogy a vákuum nem tudja átadni az elektromos áram, kivéve, ha van egy töltéshordozó. Ha vannak elektronok vákuumban, a mozgás határozza meg a megjelenését a jelenlegi, amely az úgynevezett a jelenlegi vákuumban. Következésképpen, az szükséges, hogy az elektronok jelennek vákuumban.
A fém egy úgynevezett „elektronikus gáz”. Amikor termodinamikai egyensúly az elektronok eloszlásának elhatározta energourovnyah Fermi - Dirac statisztikák és által meghatározott expressziós:
ahol $ \ beta = \ frac $, $ n_i $ - az elektronok száma, amelyek az energia $ E_i $, $ g_i $ - több kvantum államok, amelyek megfelelnek az energiát $ E_i $, $ \ mu $ - Fermi energia T (at $ T \ to 0K \ \ mu \ to _pri \ T = 0K $). Mivel a kifejezés a Fermi energia kerül rögzítésre:
A legtöbb esetben a $ \ mu \ gg kT $, ezért az (1) kifejezés feltételezhetjük $ \ mu = _. $
Tegyük fel, hogy $ E_0- \ $ elektron energia felszín közelében fém. Használata (1) ki tudjuk számítani a valószínűsége, hogy az elektron energiája $ E_0 $, ha helyette az (1) $ helyett $ E_i. Talált a valószínűsége lesz nullától eltérő, és ez növeli a hőmérséklet növekedésével. Tehát, közel a fém felületén az elektron felhő van jelen, amely dinamikus egyensúlyban van az elektron gáz belsejében a fém. Az elektronokat az elektron felhő a fém van kinetikus energia, amely elég ahhoz, hogy legyőzzük az erőket, hogy tartsa őket belülről, és túlmutatnak az anyagot. Az elektronok a fém felszíne felett található megfelelő körülmények ragadha- az erők, amelyek folyamatosan az elektronok belsejében. Kiderült, hogy a dinamikus egyensúlyi körülmények között fordul elő szerte a fém felületén, egymással ellentétes irányú áramok, ezek az erők egyenlő nagyságú. Ezek összege erők egyenlő nulla áram.
Problémák kontroll minden tantárgyból. 10 éves tapasztalat! Ár 100 rubelt. 1-jétől nap!
elektronemisszióra
elektron felhő a felszín közelében a fém formáció jelenség miatt a termikus mozgás a szabad elektronok nevezzük elektronemisszió érdekében. Az abszolút nulla hőmérséklet nincs jelenség elektronemisszióra. Ez azt jelenti, hogy a $ T = 0K $ elektron felhő felett a fém felületén nem létezik.
Az elektronok amelynek kinetikus energia E_k $ \ $ közelében fémfelületek egy teljes energia ($ E_i $) egyenlő:
Ezután az (1) a formája:
ahol $ A_v = E_0- \ mu $ - kilépési munkáját elektronok a fém. A kifejezést (4) azt mutatja, hogy a sűrűsége az elektron felhő közelében fémfelület függ a kilépési munkát $ A_v $, és csökkenti a növekedést.
termoeiektrornos jelenlegi
Ha közel a fémfelület az elektromos mező, az elektronok az elektron felhő képeznek egy elektromos áram. Ez az áram az úgynevezett termoionos.
És így, ha két vákuumban fémlemez, fennáll a potenciális különbség közöttük, a termoelektromos jelenlegi úgy tűnik, a lemezek között.
Áramerősség növelni kell a növekvő potenciál különbség. Mert van egy termoelektromos jelenlegi erőssége a telítési áram. Ez a maximális áram, amely az összes elektronok, hogy írja be a felszínen a katód az elektron felhő, eléri az anód. Így sem az inverz elektron áram a felületen keresztül a katód nem. Áramerősség telítettség növelése a potenciális különbség anód és katód között nem változik.
Problémák kontroll minden tantárgyból. 10 éves tapasztalat! Ár 100 rubelt. 1-jétől nap!
A fémek, a kilépési munka több elektron voltot. Az energia kT $ $, még magas hőmérsékleten is a több ezer Kelvin fok csak egy töredéke az elektron - voltot. Ennélfogva, $ \ frac = A_v \ beta \ gg 1, \ \, hogy exp \ left [\ beta \ bal (E_k + A_v \ right) \ right] \ gg 1, $ így a nevező a (4) képletű egység elhanyagolása és írd ezt a formulát, mint:
Annak érdekében, hogy csökkentsék a működési hőmérséklet, és csökkenti a kilépési munka oxidkatódokat alkalmazunk.
Jellemzői az elektron felhő
elektron felhő a felszín közelében a fém, amelyet a képlet (5). A kifejezést (5) száma kvantumállapotok mennyiségének eleme a fázis $ dxdydzdp_xdp_ydp_z $ felírható:
Ezután az elektronok száma egy eleme a fázis térfogata egyenlő:
ahol $ E_k = \ frac $. $ P ^ 2 = ^ 2 + ^ 2 + ^ 2 $. A koncentráció az elektron felhő ($ n_0 $) a felszín közelében a fém megtalálható egymást követő integrálása az expressziós (7) a $ dxdydz $, és azt követően, hogy a $ dp_xdp_ydp_z $, ennek eredményeként kapjuk: