定义:温度效应要么热离子排放可以定义为当热能施加到金属时从金属表面发射电子的现象。这个单词热离子由单词形成热量和离子。热意味着热量和离子是带电粒子。
热离子发射取决于三个因素,金属表面的温度那金属表面的区域最后但不是最少的工作功能金属。
热离子效应在电子产品中的意义
热离子效果在某些关键电子设备的运行中保持一个重要的位置。例如,让我们考虑一个阴极射线管。阴极射线管的原理围绕热阴极旋转,除了热离子效果的副产物之外。
在供应热能后发射电子的发射器或热金属表面被称为热阴极射线管。因此,热离子效果构成了各种电子设备的基础。
发射金属的整个布置放置在填充有惰性气体的抽空管或管内。如果将其放置在开放的气氛中,将加热到高温的金属将与大气中存在的氧气反应。这导致金属的劣化。
因此,如果将其放置在填充有惰性气体的空间或空间中,则由于惰性气体而不会由于其完全的原子构造而与任何金属元素反应,则金属将被保存。
热离子效应的数学解释
在热离子发射过程中发射的电子取决于金属表面的表面积和表面的温度。它可以在由等式的帮助下进行数学方式表达O. W. Richardson Dushman。
对于大多数金属,也称为木板恒定的比例常数的值为600,000,但它可以随着金属的变化特性而变化。以下等式可以确定B的值。它取决于金属的特定特征。因此,对于特定金属是恒定的,但它显示出变化温度的变化。
因此,从上面的等式,很明显,要实现最大排放,我们需要有两件事。金属的任意作用功能应低,或金属表面的温度应高。如果我们可以达到上述条件,则大量电子将使价带进入真空。
对于一些金属的这些常数的值在下表中给出。此外,在特定温度下流动的最大电流称为温度的饱和值。
在类比的帮助下了解热离子效果
考虑沸水的一个例子;只有当施加到它的热能足够高时,水就会开始沸腾。如果施加的热能不足以达到其沸点,则水不会沸腾。
类似于水的沸点,金属也具有低于该温度的阈值温度,没有电子将发射。相反,当温度相当于或大于阈值温度时,金属将发出电子。
沸点只不过是水的阈值温度,水开始沸腾。类似地,热离子发射的阈值温度是高于可以观察到热离子效果的温度。
在价壳中存在的电子与原子粘合。这是由于原子核施加在它们上的吸引力。为了从价壳中释放电子,从外部源施加的能量应该足够高,以克服原子核施加的力。
发射颗粒称为热量。这些热量的发射取决于某些因素。让我们在控制热离子效果的因素上放亮。
影响热量效应的因素
- 金属的工作功能:金属的功函数是金属原子所需的最小能量以发射电子。功函数的较低值意味着易于从该金属的原子中提供电子的发射。更高的工作功能意味着金属需要高能量来提供发射。
因此,如果为此目的使用具有低功函数的金属,则可以增加热量的发射速率。
2。表面的温度:表面的温度对热离子发射起着至关重要的作用。如果发射极金属的温度高,则将释放更多的电子。随着高温为电子提供热能,导致其动能的增量。
3。金属表面的表面积:越高金属表面积,较高将是热离子发射。这是因为越来越多的表面积将是发射率。大表面积为电子提供更多空间以发射。因此,如果使用大表面积金属,则使用热量发射的速率将按比例增加。
温度热离子密度的变化
下图说明了金属发射器温度的热离子电流密度的变化。
从上述图表清楚的是,发射电流密度随温度的增加而变化。
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