Номер 2, страница 123, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

2. Вакуум является идеальным изолятором. В таком случае, какие меры надо предпринять, чтобы через вакуумное пространство проходил ток?

2. Вакуум является идеальным изолятором. В таком случае, какие меры надо предпринять, чтобы через вакуумное пространство проходил ток?

Вакуум действительно является идеальным изолятором, потому что в нём практически отсутствуют свободные носители заряда (электроны, ионы), упорядоченное движение которых и представляет собой электрический ток. Чтобы заставить ток протекать через вакуум, необходимо выполнить два условия: создать в вакуумном пространстве свободные носители заряда и приложить электрическое поле для их направленного движения.

Меры, которые необходимо предпринять:

1. Ввести в вакуум носители заряда. Это можно сделать несколькими способами. Основные из них:

Термоэлектронная эмиссия: В вакуум помещают металлический электрод (катод) и нагревают его до высокой температуры. При нагреве кинетическая энергия электронов в металле возрастает, и наиболее быстрые из них преодолевают силы удержания и вылетают с поверхности металла в вакуум. Это самый распространенный способ.

Фотоэлектронная эмиссия (фотоэффект): Поверхность катода облучают светом (часто ультрафиолетовым) с достаточной энергией фотонов. Энергия фотонов передается электронам, и они выбиваются с поверхности катода.

Автоэлектронная (полевая) эмиссия: Создают очень сильное электрическое поле у поверхности катода (обычно заостренной формы). Это поле способно «вытягивать» электроны из металла даже без нагрева.

2. Создать электрическое поле. После того как в вакууме появились свободные электроны, необходимо заставить их двигаться упорядоченно. Для этого в вакуумное пространство помещают второй электрод (анод) и создают между катодом (отрицательным) и анодом (положительным) разность потенциалов (напряжение).

Под действием сил электрического поля свободные электроны, эмитированные катодом, устремляются к положительно заряженному аноду. Это направленное движение электронов от катода к аноду и есть электрический ток в вакууме. Данный принцип используется в вакуумных приборах, таких как вакуумные диоды, триоды и кинескопы.

Ответ: Чтобы через вакуумное пространство проходил ток, необходимо: 1) создать в нём свободные носители заряда (например, путём нагрева катода для термоэлектронной эмиссии); 2) создать электрическое поле, приложив разность потенциалов между катодом и анодом, чтобы заставить эти носители заряда двигаться направленно.