Hva er termisk utslipp?

Termisk emisjon, også kjent som termisk elektronutslipp, er prosessen der ladningsbærere, for eksempel elektroner eller ioner, beveger seg over en overflate eller en slags energisperre ved induksjon av varme. Ladebærere begrenser naturlig aktivitet; Imidlertid føres termisk energi i termisk emisjon til bærerne, noe som får dem til å overvinne disse kreftene. Årsaken bak ladningsbærernes evne til å utføre denne handlingen er fordi elektroner og ioner er mobile og ubundne til de normale kjedene av atomstruktur som påvirker andre partikler. Tradisjonelt ble disse ladningsbærerne referert til som "termions."

En egenskap ved den termioniske utslippsteorien er at det utsendende området opprettholdes med en ladning motsatt av den opprinnelige, men lik i størrelse. Dette betyr at plasseringen av ladningsbæreren før utslipp vil generere en positiv ladning når det gjelder elektroner. Dette kan imidlertid endres ved hjelp av et batteri. Utslippet nøytraliseres når transportørene er lenger borte fra regionen, noe som ikke resulterer i endring av den opprinnelige tilstanden.

Historisk sett er det primære eksemplet på termionutslipp det som ble brukt i Edison-effekten. Elektroner sendes ut fra en varm metallkatode, som bruker en polarisert elektrisk enhet for å få elektrisk strøm til å strømme ut i et vakuumrør. Dette gjør det mulig for en enhet å opprettholde kontroll over elektronenes bevegelse og forsterke eller endre det elektriske signalet.

Alt som brukes til enten kjøling eller generering av kraft, benytter begrepet termionisk emisjonsteori. Når temperaturen øker, øker strømmenes størrelse. Foruten den tradisjonelle bruken av vakuumrør for elektronikk, kan faststoffapparater også brukes til å skape den termioniske bevegelsen av elektronene, slik at moderne teknologi kan fungere.

Thermionics ble først rapportert av Frederick Guthrie i 1863. Han var i stand til å identifisere en endring i den positive ladningen til en sterkt oppvarmet jernkule som ikke oppsto hvis gjenstanden var negativt ladet. Imidlertid var det først i 1880 at vitenskapen lett ble utnyttet av Thomas Edison. Da han jobbet med glødepærene hans, la han merke til at visse områder forble mørklagte. Dette tillot ham å identifisere strømmen av elektron på grunn av varme, noe som resulterte i dannelsen av dioden.

Richardsons lov beskriver grunnen til at elektronene kan strømme på denne måten. Spesifikt inneholder metaller to elektroner i atomstrukturen som er i stand til å bevege seg fra atom til atom. I 1928 fant Sir Owen Willans Richardson, en britisk fysiker, at noen elektroner klarte å forlate atomet uten å komme tilbake. Denne prosessen krever en viss mengde energi avhengig av metallet. Begrepet for denne effekten er arbeidsfunksjon .