Номер 2, страница 180 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 10. Электрический ток в газах, вакууме и полупроводниках. Параграф 49. Электрический ток в вакууме. Вопросы - номер 2, страница 180.

Условие.

2. В чём заключается явление термоэлектронной эмиссии?

Решение.

2. В чём заключается явление термоэлектронной эмиссии?

Явление термоэлектронной эмиссии (или эффект Ричардсона) заключается в испускании (эмиссии) электронов с поверхности твёрдых тел или жидкостей (чаще всего металлов) при их нагревании до высокой температуры.

В металлах существуют так называемые свободные электроны, которые могут хаотично перемещаться внутри кристаллической решётки, но не могут покинуть металл самостоятельно. На границе металла существует потенциальный барьер, который удерживает электроны внутри. Чтобы электрон мог покинуть поверхность, он должен обладать достаточной кинетической энергией для преодоления сил притяжения со стороны положительно заряженных ионов решётки. Минимальная энергия, которую необходимо сообщить электрону для выхода из металла, называется работой выхода ($A_{вых}$).

При нагревании металла средняя кинетическая энергия свободных электронов увеличивается. При достаточно высокой температуре некоторые электроны приобретают энергию, равную или превышающую работу выхода ($E_k \ge A_{вых}$), и "вылетают" с поверхности металла в окружающее пространство (обычно вакуум). Совокупность таких вылетевших электронов образует электронное облако вокруг нагретого тела (катода).

Интенсивность термоэлектронной эмиссии, то есть число электронов, испускаемых с единицы поверхности в единицу времени, сильно зависит от двух факторов:
1. Температуры тела: чем выше температура, тем больше электронов обладают достаточной энергией для преодоления потенциального барьера и тем интенсивнее эмиссия.
2. Работы выхода материала: чем меньше работа выхода, тем при более низкой температуре начинается заметная эмиссия электронов. Поэтому для катодов вакуумных приборов используют материалы с малой работой выхода (например, вольфрам, покрытый оксидами щелочноземельных металлов).

Это явление лежит в основе работы многих электровакуумных приборов, таких как вакуумные диоды, триоды, электронно-лучевые трубки (кинескопы), рентгеновские трубки и электронные микроскопы.

Ответ: Явление термоэлектронной эмиссии — это испускание электронов нагретыми телами. Оно происходит, когда при высокой температуре кинетическая энергия некоторых свободных электронов становится достаточной для преодоления сил, удерживающих их внутри вещества (то есть превышает работу выхода).