Termoemisia
Termoemisia alebo tepelná emisia[1] 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[2] 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.[2] Richardson zistil, že intenzita emisie je závislá od druhej mocniny teploty elektródy.
Schottkyho emisia
[upraviť | upraviť zdroj]
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[3] (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]- Elektrické pole
- Elektrónka
- Fotoemisia
- Korónový výboj
- TOPAZ (jadrový reaktor) – na výrobu elektrickej energie využíva termoemisný konvertor
Referencie
[upraviť | upraviť zdroj]- ↑ Peter Čerňanský, Ivan Červeň, Juraj Dillinger, Oľga Holá, Ružena Horylová, Ján Chrapan, Dalibor Krupa, Miroslava Ožvoldová, Vieroslava Pavlicová, Marian Reiffers, Augustín Šutta. Fyzikálny slovník [online]. PROTONIT s. r. o. s podporou Slovenskej fyzikálnej spoločnosti a FPV UKF v Nitre, [cit. 2024-09-26]. Dostupné online. , pol. EM3.27
- ↑ a b Emisia elektrónov z povrchu rozžeravených kovov, str.582 - Ilkovič Dionýz, Fyzika, Vydalo Slovenské vydavateľstvo technickej literatúry, Bratislava, 1958, strán 792
- ↑ 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.