Эмиссия электронов

Чем выше температура какого-нибудь металла, тем быстрее совершаются беспорядочные движения наполняющих его объем свободных электронов. Из вольфрама, например, при температурах порядка 2000° значительное количество электронов „с разлета" выскакивает в окружающее пространство, создавая пространственный заряд. Если металл находится в воздухе, вылетевшие электроны претерпевают столкновения с его молекулами и останавливаются в непосредственной близости к поверхности металла, которую они только что покинули. Случаи вылета электронов за пределы металла при этом становятся все более редкими, так как вновь вылетающим электронам „тесно" от ранее вылетевших и от газовых молекул. Эмиссия прекращается, так как пространство в непосредственной близости около накаленного тела довольно быстро оказывается как бы „туго набитым" электронами. Эмиссия в этом случае напоминает испарение молекул воды в сосуде, плотно закрытом крышкой.

Значительно большее количество электронов может эмитировать в случае, когда нагретый металл находится в вакууме. Вылетающие электроны здесь отходят далеко от поверхности, из которой они вырвались. Эмиссию теперь можно сравнивать с испарением воды в открытом сосуде. Если же в баллоне имеется еще один электрод (анод), к которому можно присоединить положительный полюс батареи, отрицательным полюсом присоединенной к катоду, электронное облачко начнет всасываться в анод и притом тем сильнее, чем выше напряжение. Теперь эмиссию можно уподобить испарению воды при наличии вентилирующего потока, сдувающего молекулы водяного пара по мере их появления над водой.

Помимо этих внешних условий, определяющих число эмитирующих электронов, существуют внутренние факторы, такие, как материал катода и его температура.

Так же, как разные жидкости испаряются по-разному (например, бензин и особенно эфир очень летучи в сравнении с водой, а глицерин, наоборот, почти не испаряется), разные металлы эмитируют электроны по-разному. При равных температурах нагрева щелочно-земельные металлы (барий, стронций, цезий, рубидий и др.) эмитируют гораздо больше электронов, чем, например, вольфрам и др. Еще выше эмиссионная способность у оксидов (окислов) металлов щелочно-земельной группы. Современные катоды делаются из чистого вольфрама лишь для мощных генераторных ламп, а у всех приемно-усилительных ламп катоды активируются, представляя собою нить или ленточку, покрытую слоем активного в отношении эмиссии электронов оксида.

Смотрите также