Электростатика. Постоянный ток. Кузнецов С.И. - 77 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

77
В занятом металлом объеме образуется потенциальная энергетиче-
ская яма, так как в пределах металла электроны свободны и их энергия
взаимодействия с узлами решетки равна нулю. За пределами металла
электрон приобретает энергию
W
0
. Это энергия притяжения .0
0
<W Для
того, чтобы покинуть металл, электрон должен преодолеть потенциаль-
ный барьер и совершить работу
).φφ(
поввнвых
−
=
eA (6.1.1)
Эту работу называют
работой выхода электрона из металла. Для
ее совершения электрону необходимо сообщить достаточную энергию
.
вых
AW ≥
6.1.1. Термоэлектронная эмиссия
Величина работы выхода зависит от химической природы вещест-
ва, от его термодинамического состояния и от состояния поверхности
раздела. Если энергия достаточная для совершения работы выхода со-
общается электронам путем нагревания, то процесс выхода электронов
из металла называют
термоэлектронной эмиссией.
В классической термодинамике металл представляют в виде ион-
ной решетки, заключающей в себе электронный газ. Считают, что со-
общество свободных электронов подчиняется законам идеального газа.
Следовательно, в соответствии с распределением Максвелла при темпе-
ратуре, отличной от 0 К, в металле есть какое-то количество электронов,
тепловая энергия которых больше работы выхода.
Эти электроны и по-
кидают металл. Если температуру увеличить, то увеличивается и число
таких электронов.
Явление испускания электронов нагретыми телами (эмиттерами)
в вакуум или другую среду называется
термоэлектронной эмиссией.
Нагрев необходим для того, чтобы энергии теплового движения элек-
трона было достаточно для преодоления сил кулоновского притяжения
между отрицательно заряженным электроном и индуцируемым им на
поверхности металла положительным зарядом при удалении с поверх-
ности. Кроме того, при достаточно высокой температуре над поверхно-
стью металла создается отрицательно заряженное электронное облако,
препятствующее
выходу электрона с поверхности металла в вакуум.
Этими двумя и, возможно, другими причинами определяется величина
работы выхода электрона из металла.
Явление термоэлектронной эмиссии открыто в 1883 г. Эдисоном
знаменитым американским изобретателем. Это явление наблюдалось им
в вакуумной лампе с двумя электродами – анодом, имеющим положи-
тельный потенциал, и катодом с отрицательным потенциалом. Катодом

Страницы