Холодная (автоэлектронная) эмиссия

Таким образом, механизм дуги можно представить себе следующим. Из катода в результате высокой степени его разогрева (термоэлектронная эмиссия) или наличия около его поверхности больших напряженностей электрического поля (10 —10 в см — автоэлектронная эмиссия) вырывается поток электронов. Первый случай имеет место для материалов катода с высокой температурой плавления и испарения металла (уголь, графит, вольфрам, молибден), благодаря чему температура на их поверхности может достигать в катодных пятнах значений 2 500—3 000° С и выше, когда начинается заметная термоэлектронная эмиссия. Второй случай соответствует материалам с низкой температурой кипения и испарения (ртуть, титан, медь). В области катодного падения поток электронов разгоняется настолько, что за ее пределами происходит интенсивная ионизация частиц газа в дуговом промежутке, причем здесь, по-видимому, весьма существенна роль ступенчатой ионизации. Образовавшиеся положительные ионы под действием поля направляются к катоду и разогревают его вторичные и первичные электроны направляются через столб дуги в направлении анода. На их пути происходят новые соударения (главным образом термическая ионизация) и образование новых заряженных частиц, что компенсирует их исчезновение в более холодных частях столба путем рекомбинации и диффузии. При попадании на анод отрицательные частицы нейтрализуются, выбивая из него некоторое количество положительных ионов, устремляющихся через столб дуги к катоду. Плазма столба в целом нейтральна, т. е. концентрация положительных и отрицательных частиц одинакова, но из-за того, что подвижность электронов по [c.29]

При автоэлектронной эмиссии вырывание электронов из катода осуществляется полем. Поэтому напряженность поля в прикатодной области, а значит, и плотность положительного пространственного заряда должны быть еще выше. Соответственно и плотность тока должна быть больше, что возможно лишь при больших плотностях газа и пара. Поэтому образование дуги с холодным катодом связано всегда с испарением материала катода. Образование дуги с автоэлектронной или термоэлектронной эмиссией в каждом отдельном случае зависит от того, какой вид эмиссии при разогреве катода начинается раньше. У тугоплавких металлов испарение материала начинается тогда, когда уже установилась развитая термоэлектронная эмиссия. У материалов с низкой температурой испарения она достигает значительных величин раньше, чем появляется термоэлектронная эмиссия, и поэтому начинает действовать механизм автоэлектронной эмиссии. В анодной области образуется сравнительно мало новых заряженных частиц, и большинство попадающих на анод электронов приходит из области столба дуги. [c.30]

ХОЛОДНАЯ (автоэлектронная) эмиссия [c.103]

Чаще всего имеют дело с дугами с раскаленным катодом, температура которого составляет несколько тысяч градусов. Наиболее нагретой частью катода является катодное пятно. Усиленное испускание электронов (термоэлектронов) катодом есть одно из условий существования электрической дуги. Однако существуют дуги с холодными электродами (например, ртутная дуга). Дуговой разряд в этом случае поддерживается автоэлектронной эмиссией катода, обусловленной туннельным прохождением электронов сквозь потенциальный барьер, образованный двойным электрическим слоем на поверхности катода. [c.353]

Как видно из (63) и (64), ток холодной эмиссии тем больше, чем меньше эффективная работа выхода ф. При малых 9 напряжённость внешнего поля, при которой автоэлектронная эмиссия становится заметной, понижается пя несколько порядков величины. [c.104]

Осциллограммы тока, снятые для очень малого острия с радиусом кривизны кончика всего в 0,0004 см, показали беспорядочные импульсы малой амплитуды такой же формы, какую имеют кривые беспорядочных токов автоэлектронной эмиссии. Согласно произведённому расчёту напряжённость поля у ост шя оказалась соответствующей напряжённости поля, необходимой для холодной эмиссии. Из этих экспериментальных фактов был [c.630]

Возможен, однако, и другой механизм электронной эмиссии на катоде. При больших плотностях тока, а также высокой плотности газа или пара у катода протяженность области катодного падения настолько мала, что напряженность поля может достигать величин порядка 10 в/см, достаточных для преодоления сил, удерживающих электроны внутри металла. Возникающая таким образом автоэлектронная эмиссия ведет к образованию дуги с холодным катодом . Особенно легко такие дуги получаются при хорошо испаряющихся катодах, например ртути. [c.47]

Холодная (автоэлектронная) эмиссия. Согласно формуле Ричардсона-Дёшмэна, эмиссионный ток существует при всяком Т. При малом Т этот ток очень мал. С другой стороны, внешнее поле, уменьшая работу выхода, увеличивает эмиссионный ток. Спрашивается, нельзя ли настолько увеличить внешнее поле, чтобы эмиссионный ток достиг заметной величины при температуре металла порядка комнатной Опыт показывает, что подобное явление, называемое автоэлектронной эмиссией, а также холодной эмиссией, действительно имеет место. Если в вакууме поместить на очень близком расстоянии два металлических электрода и постепенно увеличивать -наложенную между ними разность потенциалов, то вакуум, как бы высок он ни был, пробивается. Однако, как показали исследования Милликена и Эйрика [189], формула Шоттки к этому случаю не приложима, и автоэлектронная эмиссия наблюдается при напряжённостях поля, в 100 раз меньших, чем это вытекает из формулы. [c.103]

Другой путь выяснения механизма работы катода холодной дуги заключается в установлении энергетического баланса на катоде. Для этого следует тщательно выбрать систему координат и вычислить поток энергии для определенных участков системы. Для поверхности катода, поступающая энергия складывается из потенциальной и кинетической энергий положительных ионов, излучения и теплоотдачи раскаленных газов положительного столба, включая удары возбужденных атомов поток уходящей энергии (охлаждение) обусловливается электронной эмиссией, — если только это не автоэлектронная эмиссия,— испарением атомов и теплоотдачей в металл и в газ. Из данных табл. 29 и 30 можно видеть в противоположность более ранним исследованиям, что температура вдоль осп положительного столба распределена, как показано на рис. 132а, [c.289]

Было предпринято специальное исследование с целью получить оба типа дуги — с горячим и холодным катодом — при одном и том же материале последнего путём охлаждения катода изнутри проточной водой. Результаты этих исследований показали, что на вольфраме получаются оба типа дуги [1701—1702]. В случае дуги с холодным катодом катодное падение потенциала при прочих равных условиях меньше, чем в случае термоэлектронной дуги. Мысль о возможности объяснения дуги с холодным катодом автоэлектронной эмиссией впервые высказана Ленгмюром [1703] и затем подтверждена расчётами Комптона и ван-Вурриса [1704], смотрите также [1699]. Ширина того пространства, на котором сосредоточивается катодное падение потенциала в дуге, немногим отличается от длины свободного пути электрона. Катодное падение около 10 в даёт в этом случае градиент потенциала у катода, достаточный для автоэлектронной эмиссии. [c.515]

Переходные формы разряда имеют место не только при б-разованни термоэлектронной, но и дуги с холодным катодом. В последнем случае автоэлектронная эмиссия и сопровождающее её уменьщение катодного падения начинаются с момента образования достаточно плотного слоя паров около поверхности более или менее легко испаряющегося катода. На переменном токе путём осциллографирования тока и напряжения наблюдался переход из тлеющего разряда в дуговой в течение каждого периода переменного тока [1701]. О переходе тлеющего разряда в дуговой смотрите также [1736—1738]. [c.517]

При нанесении на указанные электроды тонких пленок Л1 толщиной около 1000 А характер кривых сохранялся таким же, однако перегиб в кривой флуктуаций пробивного напряжения наступает при меньшем расстоянии между электродами, которое зависит от способа покрытия поверхностей электродов. В случае, когда слой А1 наносился на холодные электроды, перегиб наблюдался при меньших расстояниях между электродами, чем в случае, когда электроды подогревались. Это можно объяснить, если считать, что при небольших расстояниях между электродами инициирование вакуумного пробоя происходит за счет токов автоэлектронной эмиссии, а с ростом межэлектродного промежутка к нему добавляются процессы, описанные Л. Кренбергом [7].. [c.72]

В заключение необходимо указать, что прн очень высоких напряжённостях поля, превышающих в/см, возникает совершенно новое явление, называемое в волновой механике туннельным эффектом. При столь высоких напряжённостях поля потенциальный барьер делается настолько узким, что электроны, как это показано в волновой механике, могут проникать сквозь его. Вследствие этого даже при комнатной температуре имеет место некоторая электронная эмиссия, называемая холодной или автоэлектронной эмиссией (см., например, исследования Мюллера [89, 90, 91] и Хефера [92]).. [c.64]

При другом, основанном на автоэлектронной эмиссии методе, предложенном Госсом и Гендерсоном [160], электрод из исследуемого материала используется как коллектор для электронЬв холодной эмиссии, ускоряемых вспомогательным электродом. Работа выхода материала коллектора равна, тогда тому напря-йкению между коллектором и катодом, при котором начинается автоэлектронная эмиссия. [c.106]

Для Б. характерно наложение нескольких типов химич. связи. Существование металлич. электро- и теплонроводности у Б. показывает, что в химич. связи между атомами металла и бора принимает участие электронный коллектив в наибольшей степени это характерно для струк-гур 4-го и 5-го типов. Этим обстоятельством обусловливаются такие практически важные свойства, как высокая электропроводность гексаборидов, малая работа выхода электронов при термоэмиссии, способность к автоэлектронной (холодной) эмиссии электропов. В Б. переходных металлов происходит обобществление не только валентпых, но и внутренних электронов достраивающегося -уровня атомов этих металлов. Это проявляется в прочной межатомной связи, высоких темн-рах плавления, твердости, химич. устойчивости, жаропрочности и жаростойкости этих Б. Среди них известно большое число фаз с узкими областями гомогенности. Эти боридпые фазы являются переходными между интер-металлич. (электронными) фазами со строго определенными составами и фазами внедрения (карбиды, нитриды), имеющими широкие области гомогенности. В табл. приведены составы, структуры и нек-рые свойства В. переходных металлов. [c.228]

При фотоэлектрических измерениях существенную роль играет темновой ток приемника, вернее, отношение величины измеряемого сигнала к величине темнового тока (отношение сигнал/шум). Темновой ток зависит от термоэлектронной эмиссии фотокатода и эмиттеров (полезно поэтому приемник охлаждать до низких температур) и от их автоэлектронной (холодной) эмиссии. Эмиссия от фотокатода и первых эмиттеров усиливается последующими эмиттерами ФЭУ и составляет значительную долю темнового тока. Для ФЭУ темновой ток существенно зависит от утечек тока по баллону, от приложенной разности потенциалов и растет пропорционально росту чувствительности. Так, ФЭУ-19 с увиолевым окном и сурьмяно-цезиевым катодом при рабочем напряжении 1500 в имеет интегральную чувствительность 100 а лм. и темновой ток 3-10 а при чувствительности катода 25-10 а лм и дает таким образом усиление в 4-10 раз. Пусть измеряется спек трг.льная линия со световым потоком Т Ю - лм (мощность 10 вт) ФЭУ-19 даст ток 7-1С а при темновом токе, в два раза меньшем Ясно, что такие измерения не будут достаточно уверенными, необхо димо выбирать экземпляры ФЭУ с меньшим темновым током (вапри мер, фотоумножители Р-3 или Р-5) либо применять средства компен сации темнового тока. [c.98]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология