Термоэлектронные измерения

Степень связанности электрона в данном металле в известной степени характеризуется величиной работы выхода электрона, которая в настоящее время определяется экспериментально (табл. 13). Работой выхода электрона называется количество энергии, которое необходимо для выделения электрона из металла. Она определяется измерением наименьшей энергии электромагнитных колебаний, способных выделять электроны из данного металла (фотоэлектрический эффект), или измерением температуры, при которой начинается самопроизвольное выделение металлом электронов термоэлектронная эмиссия). Но измеряемая таким путем работа выхода электрона определяет количество энергии, необходимое для выделения электрона с поверхности металла, и не равна энергии связи электрона внутри металла. Работа выхода электрона не равна и потенциалу ионизации свободных атомов, а меньше него примерно на 2—5 эв (в частности, вследствие кинетической энергии, присущей электрону в металле). [c.136]

Работу выхода электрона из металла обычно определяют при помощи различных методов с применением вакуумной техники. Так, например, прибегают к методам фотоэлектронной или термоэлектронной эмиссии. При определении работы выхода электрона необходимо использовать очень чистые поверхности, так как иначе поверхностные скачки потенциалов в присутствии примесей, адсорбирующихся на металле, изменяются и измерения оказываются ошибочными. [c.99]

Мерой связанности электрона в решетке металла служит определяемая экспериментально работа выхода электрона. Работой выхода электрона называется количество энергии, которое необходимо затратить для удаления электрона из металла. Эта величина может быть определена измерением наименьшей частоты (энергии) волн света, обеспечивающей выделение электронов из кристалла (фотоэлектрический эффект) или измерением минимальной температуры, при которой происходит выход электронов из металла (термоэлектронная эмиссия). Работа выхода электрона обычно на 2—5 эВ меньше энергии ионизации свободных атомов, так как включает кинетическую энергию электронов в кристалле. [c.183]

Расчеты по формуле Ричардсона показывают, что ток термоэлектронной эмиссии должен в электронных печах достигать нескольких тысяч ампер. Однако измерения показали, что в действительности его величина достигает только десятков или сотен ампер, что объясняется действием пространственного заряда, создающегося в процессе электронной бомбардировки над поверхностью металла. В связи с тем, что энергия электронов тепловой эмиссии, уходящих с поверхности металла, невелика (составляет всего несколько электрон-вольт), ее также можно не учитывать при энергетических расчетах. [c.237]

Обычно работу выхода определяют фотоэлектронными методами или методами измерения контактного потенциала. Для измерения термоэлектронной эмиссии металлов необходима весьма высокая температура. [c.437]

Прямыми измерениями положения уровня Ферми на поверхности обычно считаются измерения термоэлектронной работы выхода. По опре-де.тению, термоэлектронная работа выхода фт выражается как [c.71]

Отсюда следует, что для испускания фотоэлектрона из металла с еф = 4 эв значение ). должно быть <[3100 А. В табл. 15 приводятся значения ф для различных веществ как видно, обычно значения еш лежат между 1 и 10 эй [131, 114]. Эти значения могут быть найдены из измерений термоэлектронной или фотоэлектронной эмиссии или из измерений контактных потенциалов. [c.104]

Имеются две главные группы методов измерения работы выхода методы, основанные на эмиссии электронов, и методы, в которых используется принцип конденсатора. В этом разделе кратко рассмотрены следующие четыре метода, относящиеся к первой группе метод термоэлектронной эмиссии в диоде с ограничивающим пространственным зарядом, фотоэлектрический [c.125]

Приведенные в табл. 241 значения получены применением методов а) термоэлектронного (Со, Ре, Мо, N1 и Та), б) фотоэлектрического (Mg, К и У), в) измерения контактного потенциала относительно бария (А и 2п). [c.342]

Техника измерения электропроводности электролитов в настоящее время достигла высокой степени совершенства. В результате ряда работ исследователей была создана новая аппаратура, включающая термоэлектронные усилители и осцилляторы для возбуждения тока высокой частоты, благодаря-которым достигается высокая точность измерения. [c.113]

В зак.лючение этого раздела остановимся на вопросе о том, что нового дали фотоэмиссионные исследования для общих представлений о механизме электродных процессов. Успехи радиационной химии, выразившиеся в доказательстве существования сольватированного электрона в ряде растворителей (в том числе в воде), побудили некоторых авторов [126, 133, 134] предположить, что первичным актом катодных процессов может быть эмиссия электронов из катода в раствор (имеется в виду термоэлектронная эмиссия в условиях снижения работы выхода поляризацией электрода). Образующиеся вблизи поверхности электрода сольватированные электроны вступают далее в химическую реакцию с присутствующим в растворе восстанавливающимся веществом Детальное обсуждение этой гипотезы выходит за рамки настоящей книги (см. нанример, [137, 138]). Вместе с тем, нужно отметить, что найденное из фотоэмиссионных измерений значение работы выхода электрона в воду позволило [139] количественно оценить вероятность термоэмиссии электронов в водные растворы. Эта вероятность оказалась настолько низкой, что не приходится ожидать сколько-нибудь заметного вклада эмиссионного механизма в катодные токи, наблюдаемые в большинстве водных систем вплоть до самых высоких реализованных перенапряжений вероятность обычного механизма катодных процессов па несколько порядков выше. В гексаметилфосфортриамиде, где можно достичь значений катодного перенапряжения свыше 3 в, действительно, наблюдается электрохимическая генерация сольватированных электронов на катодах из различных металлов [140—142. Остается не вполне ясным, образуются ли сольватированные электроны в результате эмиссии или же электрохимического растворения электронов металла, т. е. перехода их непосредственно в локализованное состояние в растворе вблизи внешней плоскости Гельмгольца. Но, как бы то ни было, выделение водорода из кислых растворов в гексаметилфосфортриамиде протекает со значительно (почти на 2 в) более низким перенапряжением, чем генерация сольватированных электронов оно идет через разряд протонов, а не по эмиссионному механизму. [c.78]

В табл. 7 приведены технические данные различных типов ионизационных манометрических преобразователей, используемых в промышленности. Магнитные и термоэлектронные манометры находят широкое применение для измерения высокого и сверхвысокого вакуума, а радиоизотопные — для измерения низкого и среднего вакуума. [c.84]

Если бы минимальное давление, измеряемое термоэлектронным манометром, ограничивалось только возможностью измерения малых ионных токов, то, используя современную измерительную технику, можно было бы измерять давления порядка 10 мм рт. ст. Однако на практике с помощью термоэлектронного манометра долго не удавалось измерять давления ниже 10 мм рт. ст. Поэтому до 40-х гг. существовало мнение, что [c.86]

В 1937 г. Ноттингем [42] использовал в качестве остаточного давления газа продолжительность дезактивации торированной вольфрамовой нити. Он нашел, что время дезактивации нити служило лучшей характеристикой вакуума, чем результаты измерений, полученные при помощи термоэлектронного манометра. Было замечено, что, хотя показания манометра достигли своего нижнего предела 10 мм рт. ст., изменение термоэлектронной эмиссии торированной вольфрамовой нити указывало на дальнейшее значительное улучшение вакуума. Эти работы были поводом к пересмотру представлений о значениях предельно достижимых малых давлений. [c.87]

В 1947 г. Ноттингем впервые выдвинул гипотезу для объяснения нижнего предела измерения термоэлектронного манометра. Он предположил, что в цепи коллектора ионов существует фоновый ток, не зависящий от давления в системе. Этот ток обусловлен воздействием на коллектор ионов мягкого рентгеновского излучения с непрерывным спектром, возникающего на сетке под воздействием электронов, бомбардирующих ее поверхность с энергией 150 эб. Рентгеновское излучение, попадая на коллектор ионов, сопровождается эмиссией фотоэлектронов, которые ускоряются положительно заряженной сеткой и дают в цепи коллектора ионов электронный ток, совпадающий по направлению с ионным током. Электронный ток в цепи коллектора ионов зависит от формы и взаимного расположения электродов манометрического преобразователя и электрического режима его работы. [c.87]

В термоэлектронном манометре ЛМ-2 при давлении порядка 10 - -10 мм рт. ст. ток фотоэлектронов с коллектора ионов, возникающий под действием рентгеновского излучения, становится соизмеримым с ионным током. Поэтому давления порядка 10 ч-10 мм рт. ст. являются нижним пределом измерения такого манометра. [c.87]

Задачей теории термоэлектронного манометра является определение чувствительности манометра К по геометрическим размерам и электрическому режиму работы манометра, теоретическое построение градуировочной характеристики и определение причин, ограничивающих верхний и нижний пределы измерения манометра. [c.91]

При включении термоэлектронного манометрического преобразователя по схеме с внешним коллектором распределение потенциалов в преобразователе изменится (рис. 4. 11) при этом сетка становится анодом, а обычный анод триода выполняет роль коллектора ионов. В объеме преобразователя возникнут две эквипотенциальные поверхности ионизации на расстояниях г , и гг, от катода. Электроны, вылетевшие из катода, ускоряются положительным потенциалом сетки. Проходя через сетку, часть электронов задерживается, образуя в цепи сетки электронный ток остальные электроны пролетают дальше и попадают в тормозящее поле. На расстоянии от катода, у поверхности с нулевым потенциалом, электроны останавливаются, а затем вновь ускоряются сеткой в обратном направлении. Часть оставшихся электронов вновь поглощается сеткой, а остальные опять попадают в тормозящее поле. На своем пути от Г1 до г,-, электроны обладают достаточной энергией для ионизации молекул газа. Положительные ионы, образованные в области ионизации II между поверхностями Га и л,-,, будут направляться к коллектору, создавая в его цепи пропорциональный давлению ионный ток. В области ионизации I также образуются положительные ионы, но они направляются к катоду и не участвуют в измерении давления. [c.94]

При измерении полного давления смеси газов, по которой нет предварительной градуировки, можно, исходя из закона Дальтона и уравнения термоэлектронного манометра, подсчитать чувствительность манометра к смеси Кем по известной чувствительности манометра по азоту /См, и относительным чувствительностям к остальным газам Я1, входящим в состав смеси [c.105]

НИЖНИЙ ПРЕДЕЛ ИЗМЕРЕНИЯ, ФОНОВЫЕ ТОКИ И СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ТЕРМОЭЛЕКТРОННЫХ МАНОМЕТРОВ [c.106]

Для уменьшения значения фонового тока и соответствующего расширения нижнего предела измерения термоэлектронного манометра известны следующие способы [c.109]

Не менее эффективным способом расширения пределов измерения термоэлектронного манометра в сторону более низких давлений является повышение его чувствительности за счет увеличения ионизирующей способности а электронов и повышения эффективности р коллектора ионов. [c.111]

ВЕРХНИЙ ПРЕДЕЛ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ТЕРМОЭЛЕКТРОННЫХ МАНОМЕТРОВ [c.113]

Обычные термоэлектронные манометры имеют верхний предел измерения около 10 мм рт. ст. Вольфрамовый катод, применяемый в таких преобразователях, например в лампе ЛМ-2, имеет при давлении 10" мм рт. ст. срок службы 100 ч, а при давлении 10 мм рт. ст. — несколько минут. Очевидно, что длительная работа манометра в таких условиях невозможна. Однако опасность перегорания катода не является основной причиной, ограничивающей верхний предел измерения термоэлектронных манометров. Имеются катоды, которые могут работать достаточно длительное время при значительно более высоких давлениях. Катод с иридиевым керном, покрытый окисью тория или иттрия, имеет срок службы около 200 ч прн давлении 1 мм рт. ст. [c.113]

Основная причина, ограничивающая верхний предел измерения термоэлектронного манометра, — нарушение линейности градуировочной характеристики при высоких давлениях. Это происходит при эффективной длине ионизации электрона (т. е. при среднем расстоянии, на котором один электрон образует один ион газа), соизмеримой со средней длиной пролета электрона в пространстве ионизации манометрического преобразователя. В этом случае число вторичных электронов, образовавшихся при ионизации, приблизительно равно числу первичных электронов, вылетевших из катода. Вторичные электроны, приобретая энергию, достаточную для ионизации молекул газа, нарушают линейную зависимость между электронным и ионным токами. В газе возникает разряд, при котором ионный ток коллектора не будет пропорционален электронному току и давлению. Если в процессе измерения высоких давлений поддерживать электронный ток постоянным, то наблюдается кажущееся уменьшение постоянной манометра. [c.113]

Для того чтобы правильно интерпретировать показания термоэлектронных манометров, применяемых для измерения давления в различных вакуумных системах, необходимо иметь представление об их откачивающем действии. Это имеет важное значение, так как дает возможность использовать термоэлектронный манометр как насос для получения сверхвысокого вакуума и, кроме того, оценить ошибки измерения давления в зависимости от расположения манометрического преобразователя в вакуумной системе. [c.116]

Данные таблицы 6 приведены по книге [365], стр. 73—76 там же см. ссылки на оригинальные работы, из которых эти данные взяты. Расхождения между (р I, и ср объясняются различным состоянием поверхности при фотоэлектрических и термоэлектронных измерениях и несовершенством методов измерения. Данные для необезгаженных металлов, представляюш ие не более как ориентировочный интерес, можно найти там же, а также в [366], стр. 28 [4], т. 1, стр. 125. [c.140]

Лангмюр и Кингдон [93] использовали диодный метод в сочетании с термоэлектронными измерениями для изучения адсорбции щелочных металлов и кислорода на вольфрамовом аноде. Устройство электродов в диоде показано на рис. 18, о. Полученные ИЛ1И результаты были не очень точными для цезия и тория [c.113]

Наиболее полные данные о работах выхода с разных граней получены для вольфрама. В статье Херинга и Никольса [7а] приведен обзор работ, посвященных термоэлектронным измерениям и их теоретической интерпретации. Читателю, интересующемуся теорией этого явления, рекомендуем работу Смолуховского [76]. Недавно Дрекслером и Мюллером [7в] методом холодной эмиссии были определены работы выхода для двух различных граней кристалла вольфрама. [c.111]

Экспериментальное определение работы выхода электрона основано на измерении 1из1м нения термоэлектронного тока и с температурой и использовании при обработке опытных данных уравнения Ричардсона it=A P (- W MeikT). [c.208]

Другим параметром, подвергаемым контролю, является температура, как одна из наиболее важных характеристик режима работы трибосопряжения или режима механической обработки. В этом отношении в качестве примера можно привести известный метод контроля температуры трущихся деталей, заклгочаюищйся в измерении термоэлектронной эмиссии. [c.657]

Особенностью метода является то, что для измерения электрического сигнала, генерируемого зоной трения, трибосопряжение не включается в измерительную цепь, что позволяет оценивать лишь составляющую, определяемую собственно термоэлектронной эмиссией. [c.658]

Заметим, однако, что каждое из двух слагаемых в (3) может быть определено в отдельности, если одновременно с измерениями термоэлектронной работы выхода фт проводить измерения также фотоэлектрическо работы выхода фф. Действительно, по определению мы имеем [c.71]

С другой стороны, методом измерения термоэлектронной эмиссии нити Дюваль доказал [8], что в противоположность первому заключению Лэнгмюра кислород не удерживается углеродом по крайней мере при рабочих давлениях и в диапазоне П50—2000° К. Для анализа явления это унрош,ение очень важно. [c.133]

Обычно для масс-спектральных измерений изотопного состава образцов в газовой фазе применяется ионный источник конструкции Нира (рис. 9). Положительные ионы здесь образуются посредством электронной бомбардировки нейтральных молекул, для чего исследуемый газ через узкую фарфоровую трубку поступает в коробочку ионного источника, где бомбардируется электронами. Источником электронов служит катод, представляющий собой узкую ленту из материала с малой работой выхода электрона. Термоэлектронная эмисоиия достигается путем пропускания электрического тока через катоды. Чтл бы сообщить электронам достаточную энергию а придать направленность движения, между анодом (коробочкой) и катодом прикладывается дополнительное (ионизирующее) напряжение. [c.34]

Выключают напряжение накала лампы и измеряют ток сетки / с в момент, когда ток анода лампы станет равным нулю. Если вычисленное значение составляющей тока утечки окажется равным или больше значения тока сетки, измеренного при включенном напряжении накала, то значение последнего считают током утечки. Для определения термоэлектронной составляющей тока сетки сопоставляют значение тока сетки, измеренное при отрицательном напряжении сетки, при котором ток анода близок к нулю, со значением тока сетки, измеренным в обычном режиме. Разность между меньшим значением и током утечки считается величиной термотока сетки. Значение ионной составляющей тока сетки определяют как разность измеренного тока сетки и составляющей тока утечки при заведомо малых значениях термоэлектронного тока. Если значение термоэлектронного тока сравнимо с величиной ионного тока, вначале производят измерение тока сетки, а затем, разрывая цепь катода испытываемой лампы, непосредственно после разрыва производят второй отсчет тока сетки. Разность между значениями тока сетки до и после разрыва катодной цепи равна значению ионного тока (приближенно). Вышеуказанные методы измерения тока управляющих сеток обеспечивают измерение величины тока более 5-10 А, причем метод непосредственного отсчета применяют во всем диапазоне токов. Метод стабилизации напряжения на электроде в основном применяют при измерении тока более 10- 2 А, а методы отрицательной обратной связи, компенсации и изменения тока анода — при измерении тока менее 10" А. Ток управляющих сеток может иметь как прямое направление, соответствующее напрдвлению электронного тока (прямой ток сетки), так и обратное [c.239]

Изменение потенциала поверхности при хемосорбции. Величина этого изменения зависит от дипольного момента хемосорбционной связи и от числа адсорбированных частиц на единице поверхности. Измерение производится различными способами а) путем измерения контактного потенциала между исследуемым металлом-и электродом сравнения (метод вибрирующего конденсатбра) б) путем измерения термоэлектронной работы выхода металла — катализатора. [c.100]

Термоэлектронная эмиссия корунда и его термолюминесценция исследованы Богуном [111] при помощи рентгеновского излучения.Меланхолин[112]разработал методику измерения показателей преломления синтетического корунда и шихты 1) методом призмы 2) рефрактометрическим методом 3) иммерсионным методом 4) методом Обреимова. Для случаев, требующих [c.299]

Для измерения абсолютного значения работы выхода можно воспользоваться, например, данными экспериментов по испусканию термоэлектронов и определить величину ф по температурной зависимости термоэлектронного тока. Однако этот метод пригоден для исследования лишь тугоплавких металлов типа Мо, Р1, Та и т.д. В других случаях работу выхода можно определить, измеряя количество электронов, испускаемых при облучении светом подходящей длины (УФ-Ьбласть). [c.59]

Отсюда видно, что расширение нижнего предела измерения может быть достигнуто не только уменьшением коэффициента S, но и увеличением чувствительности К преобразователя. Койн и Даглиш в 1954 г. [45] показали, что манометры магнетронного типа, работающие при напряженностях магнитного поля, превышающих критические, могут иметь чувствительность в 1000 раз большую, чем чувствительность термоэлектронного манометра без магнитного поля. [c.89]

Она может быть определена экспериментально по величине чувствительности К- Для двух конструкций орбитронных манометров, описанных в работе [48], эта длина составляет 1000 и 2500 см, т. е. чувствительность орбитрона в 1000 раз выше чувствительности триодного термоэлектронного манометра. Однако ток эмиссии орбитрона должен быть уменьшен в такое же число раз для избежания возникновения объемного заряда электронов, что приводит к снижению ускоряющего напряжения, ухудшению эффективности ионизации и стабильности работы преобразователя. В результате постоянная орбитронного манометрического преобразователя не может быть увеличена, и для измерения низких давлений необходимо по-прежнему пользоваться усилителями постоянного тока с большим коэффициентом усиления. [c.103]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология