Електронна емісія: визначення

Відомо, що в природі все предмети (тіла) складаються з дуже дрібних частинок – атомів. Кожен атом складається з ядра, що має позитивний заряд і електронів, які обертаються навколо атома і мають негативний заряд. Електрони розташовані на різних відстанях від ядра. Ті, що близько до ядра мають з ним сильну зв’язок, сильно притягуються до нього. Ті, що далі, мають вже меншу силу тяжіння. А є електрони, які розташовані від ядра на такій відстані, що пов’язані з ним дуже слабкими силами електростатичного взаємодії. Тому, це найбільш рухливі електрони, вони можуть переміщатися усередині об’єму тіла і називаються вільними електронами.

Вільні електрони, в певних умовах, здатні залишати обсяги тіла. Для цього їм треба повідомити будь-яким чином додаткову енергію і тоді вони подолають залишилися сили тяжіння до ядра і вирвуться в навколишній простір. Випромінювання електронів з поверхні тіла в навколишній простір під впливом зовнішньої енергії називається електронною емісією.

Залежно від того, яким способом електронам повідомляється додаткова енергія, розрізняють різні види електронної емісії: термоелектронна, фотоелектронна, електростатичний, вторинна.

катод радіолампи
Термоелектронна емісія, що виникає зазвичай при нагріванні тіла, – найбільш використовувана в електровакуумної техніці. Пристрій, який використовує термоелектронну емісію, називається радіолампах. Вона має кілька електродів. Один з них, який служить для випромінювання електронів в процесі його нагрівання, називається катод.

На зорі радіоламп катоди робили з вольфрамової дроту і підключали до гальванічним елементам для нагріву. Але вони мали дуже низькою ефективністю. Тому для її збільшення їх почали покривати спеціальним металом – торием. А надалі катоди радіоламп стали покривати тонким шаром окислів лужноземельних металів – кальцію, барію, стронцію та ін.

Коли катоди радіоламп, зроблені з тонкого дроту, стали нагрівати від змінного струму (замість постійного, від гальванічних елементів), то виявилося, що такі катоди встигали остигати в інтервалах між імпульсами струму, тому що така дріт мала дуже низькою тепловою інерцією. В результаті електронна емісія відбувалася також імпульсами. Якщо на такий радіолампи сконструювати звуковий підсилювач, то на його виході буде чути фон змінного струму. Для підігріву змінним струмом розробили спеціальні лампи зі спеціальним підігрівачем, який нагрівав катод. Такі лампи називаються “з подогревним катодом”.

Такий підігрівний катод виготовляється у вигляді циліндра з металу, на яку зовні наноситься шар окислів лужноземельних металів. Провідник, згорнутий в спіраль і вставлений всередину циліндра виконує роль підігрівача. Електрострум подається на цей провідник, який ізольований від катода, і нагріває його. Від нього нагрівається циліндр і, відповідно, шар металу, нанесений на його зовнішню частину. В наслідок чого з цього шару починають випромінюватися електрони. Такі катоди називаються “з непрямим підігрівом”.

Посилання на основну публікацію