Termoemisia

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání
Edisonova elektrónka na výskum tepelnej emisie elektrónov, so žeraveným uhlíkovým vláknom.
Edisonov efekt v elektrónke s priamožeravenou katódou, fungujúcej ako dióda. Zdroj pod elektrónku rozžeraví vlákno. Ak elektrický obvod (zdroj v pravo od elektrónky) privedie na žežeravenú katódu elektróny, tieto sú teplom emitované k anóde a elektrónkou preteká prúd. Ak na katódu neprivedieme elektróny, tak sa nemajú aká nosiče náboja emitovať a elektrónku prúd netečie.

Termoemisia alebo tepelná emisia[chýba zdroj] je fyzikálny jav, pri ktorom je emitovaný tok nosičov náboja z povrchu materiálu pri zahriatí. K javu dôjde, ak nosiču náboja je odovzdaná tepelná energia, ktorá je nutná na prekonanie energetickej bariéry držiacej nosič náboja v pôvodnom materiáli. Dodaná energia nezvýši energiu nosiča náboja, ale je zanechaná v mieste emisie. Ak dôjde k emisii na elektróde zapojenej do elektrického obvodu, je emitovaný náboj nahradený nábojom dodaným zo zdroja elektrickej energie. Emisie náboja sa s rastúcou teplotou výrazne zvyšujú.

Klasickým príkladom je termoemisia elektrónov z povrchu rozžeravenej katódy[1] do okolitého vákua (nazývaná aj Edisonov jav), ktorý sa využíva v žiarivkách a elektrónkach. Technicky významná emisia elektrónov z kovu do vákua nastáva pri teplote nad 1000 K, t.j. nad 730°C.

Richardsonove pravidlo[upraviť | upraviť zdroj]

Rôzne materiály majú rôznu emisnú konštantu, ktorá opisuje veľkosť energetickej bariéry držiacej nosič náboja v pôvodnom materiáli. Preto sa elektródy pokovujú, alebo sa na ne nanášajú vrstvy oxidov kovov, pri ktorých je menšia výstupná práca, napr. oxidy bária, stroncia a vápnika. Emisia je tiež závislá od stavu povrchu elektródy a jej čistoty.[1] Richardson zistil, že intenzita emisie je závislá od druhej mocniny teploty elektródy.

Schottkyho emisia[upraviť | upraviť zdroj]

Schottky-Emittor pre elektrónový mikroskop

V zariadeniach na vyžarovanie elektrónov, najmä elektrónových delách, sa používa termoemisný elektrónový žiarič vychýlený vzhľadom na svoje okolie tak, aby vytváral nehomogénne elektrické pole veľkosti F na povrchu žiariča. Bez poľa má povrchová bariéra, ktorú musí prekonať unikajúci elektrón na Fermiho úrovni, veľkosť práce W rovnú lokálnej povrchovej bariére. Elektrické pole znižuje povrchovú bariéru o sumu Δ W , a zvyšuje emisný prúd. Tento jav je známy ako Schottkyho jav[2] (pomenovaný podľa Waltera H. Schottkyho ) alebo termoemisia zosilnená poľom.

Termoemisia v pevnom materiáli[upraviť | upraviť zdroj]

Pojem termoemisia sa v súčasnosti používa aj na uvoľnenie nosiča náboja z jedného pevného materiálu do druhého pevného materiálu, čo sa využíva v termočlánku na výrobu elektrického prúdu z tepla, alebo ako Peltierov článok na chladenie (oba články majú vždy teplú a studenú stranu).

Pozri aj[upraviť | upraviť zdroj]

Referencie[upraviť | upraviť zdroj]

  1. a b Emisia elektrónov z povrchu rozžeravených kovov, str.582 - Ilkovič Dionýz, Fyzika, Vydalo Slovenské vydavateľstvo technickej literatúry, Bratislava, 1958, strán 792
  2. TOMKOVÁ, E.. Vliv elektricke ho pole - Schottkyho jev. [online]. physics.mff.cuni.cz, [cit. 2021-12-28]. Dostupné online. (po česky)

Zdroj[upraviť | upraviť zdroj]

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Thermionic emission na anglickej Wikipédii.