Was ist thermionische Emission?

thermionische Emission, auch als thermische Elektronenemission bezeichnet, ist der Prozess, mit dem sich Ladungsträger wie Elektronen oder Ionen über eine Oberfläche oder eine Art Energiebarriere durch die Induktion der Wärme bewegen. Ladungsträger behalten die Aktivität auf natürliche Weise zurück; In der thermionischen Emission wird jedoch die Thermie Energie in die Träger eingeführt, wodurch sie diese Kräfte überwinden. Der Grund für die Fähigkeit der Ladungsträger, diese Aktion auszuführen, liegt darin, dass Elektronen und Ionen mobil und ungebunden zu den normalen Ketten der Atomstruktur sind, die andere Partikel beeinflussen. Traditionell wurden diese Anklagenträger als „Thermionen“ bezeichnet.

Eine Eigenschaft der thermionischen Emissionstheorie ist, dass die emittierende Region mit einer Ladung entgegengesetzt ist, die dem ursprünglichen, aber gleich groß ist. Dies bedeutet, dass der Standort des Ladungsträgers vor der Emission bei Elektronen eine positive Ladung erzeugt. Dies kann jedoch mit einer Batterie geändert werden. Die Emission ist neutralisiert, wennDie Träger befinden sich weiter von der Region, was zu einer Änderung des ursprünglichen Zustands führt.

Historisch gesehen ist das primäre Beispiel für die thermionische Emission der im Edison -Effekt verwendet. Elektronen werden aus einer heißen Metallkathode emittiert, die ein polarisiertes elektrisches Gerät verwendet, um einen elektrischen Strom in ein Vakuumrohr zu fließen. Dadurch kann ein Gerät die Kontrolle über die Bewegung der Elektronen beibehalten und das elektrische Signal verstärken oder ändern.

Alles, was zum Abkühlen oder zur Erzeugung von Kraft verwendet wird, verwendet das Konzept der thermionischen Emissionstheorie. Mit zunehmender Temperatur nimmt die Größe des Flusses zu. Neben der traditionellen Verwendung von Vakuumrohre für die Elektronik können Festkörpergeräte auch verwendet werden, um die thermionische Bewegung von Elektronen zu erzeugen, wodurch die moderne Technologie funktionieren kann.

Thermionik wurde erstmals von Frederick Guthrie im Jahr 1863 berichtet. Er konnte identifizierenFY eine Veränderung der positiven Ladung einer hoch erhitzten Eisenkugel, die nicht auftrat, wenn das Objekt negativ aufgeladen wurde. Erst 1880 wurde die Wissenschaft von Thomas Edison leicht genutzt. Als er mit seinen Glühbirnen arbeitete, bemerkte er, dass bestimmte Bereiche verdunkelt blieben. Dies ermöglichte es ihm, den Elektronenfluss aufgrund von Wärme zu identifizieren, was zur Schaffung der Diode führte.

Richardsons Gesetz beschreibt den Grund, warum Elektronen auf diese Weise fließen können. Insbesondere enthalten Metalle zwei Elektronen in der Atomstruktur, die sich von Atom zu Atom bewegen können. 1928 stellte Sir Owen Willans Richardson, ein britischer Physiker, fest, dass einige Elektronen das Atom ohne Rückkehr verlassen konnten. Dieser Prozess erfordert je nach Metall eine bestimmte Menge Energie. Der Begriff für diesen Effekt ist die Arbeitsfunktion .