Учебная лекция по теории электронной эмиссии

Основная концепция электронной эмиссии

Явление испускания электронов с поверхности материала в окружающую среду с использованием определенной внешней энергии называется электронной эмиссией. Как мы знаем, каждый металл состоит из тех атомов, которые в форме кристалла очень тесно связаны друг с другом. Все электроны связаны влиянием своих атомов. Электронные устройства используют свободные электроны для протекания тока через себя. Валентные электроны — это те электроны, которые вращаются в своей последней оболочке. Эти электроны связаны с металлом. Для ухода с поверхности материала требуется достаточная внешняя энергия. Теперь максимальная внешняя энергия, необходимая поверхностным электронам для испускания с поверхности материала при температуре 0°С, называется работой функция .

Узнайте, как исследовать эмиссию электронов с поверхности тела 

                  Эмиссия электронов может быть достигнута с помощью различных внешних методов в зависимости от ситуации и различных устройств. Наиболее распространенным и простым методом, используемым для электронной эмиссии, является термоэлектронная эмиссия/первичная эмиссия. В этом методе тепловая энергия применяется к поверхностным электронам материала. Поглощая тепловую энергию, кинетическая энергия электронов увеличивается, а сдерживающая сила электронов становится все меньше и меньше из-за изменения кинетической энергии электронов. Этот метод эмиссии энергии обычно применяется к металлам, когда они помещаются в вакуум или инертные газы. Не говоря уже о высокоэффективном термоэмиссионном излучателе, он должен иметь малую работу выхода, чтобы его можно было эксплуатировать при низкой температуре. Второй способ эмиссии электронов достигается за счет механического столкновения электронов. Когда движущаяся частица (первичный электрон) с некоторой скоростью сталкивается с поверхностными электронами материала, движущийся электрон передает свою энергию неподвижному электрону при физическом столкновении. Это в результате увеличивает кинетическую энергию поверхностного электрона, который имеет тенденцию двигаться от поверхности, называемой вторичным электроном. На вторичную эмиссию могут влиять некоторые факторы, такие как энергия первичных электронов, излучающий материал, масса ударяющих электронов, тип первичных электронов, поверхность материала мишени и угол удара. См. рисунки ниже соответственно.
Эмиссия электрона с поверхности металла 

Аналогичным образом эмиссия электронов может осуществляться посредством светового эффекта. Этот метод широко используется в фототрубках. Когда свет падает на светочувствительный материал (калий, радий и т. д.), электроны его поверхности поглощают световую энергию, что в результате увеличивает кинетическую энергию электрона и начинает излучать над поверхностью. Этот особый метод электронной эмиссии известен как фотоэлектрическая эмиссия. Некоторые ключевые факторы, влияющие на фотоэлектрическую эмиссию, могут повлиять на процесс, т. е. фотоэлектрическая эмиссия начинается и прекращается непосредственно при падении света на поверхность, частота излучения, фотоэлектронная эмиссия требует различной частоты света для разных материалов, а кинетическая энергия испускаемых электронов не зависит от светового потока. . Частота света не должна быть меньше пороговой частоты. Также существует еще один метод, используемый для эмиссии электронов, называемый автоэлектронной эмиссией/эмиссией с холодным катодом, поскольку мы знаем, что электроны являются отрицательно заряженными частицами. Поэтому, если мы приблизим сильное положительное поле к поверхности материала, поверхностные электроны будут поглощать эту энергию притяжение и электроны стремятся двигаться от поверхности материала к окружающей среде. Чем выше мы обеспечиваем положительное внешнее электрическое поле, тем выше будет эмиссия электронов. Если напряженность внешнего поля достигает 

10 ⁶ v/cm, то скорость эмиссии электронов сильно возрастет. Еще один момент, о котором следует помнить, заключается в том, что эмиссия с холодным катодом не зависит от температуры, но приложенный положительный потенциал должен быть выше порогового напряжения. Все процессы электронной эмиссии используются в различных устройствах, таких как электронно-лучевые трубки, рентгеновские аппараты, медицинское оборудование и т. д. Следуя процессам, см. диаграммы ниже.