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        將金屬加雞到足夠高的溫度·內(nèi)部電子的能量隨  熱電子發(fā)財(cái)現(xiàn)象可利用如圖42所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行觀稱,射就叫做千子的  量足以克面表面勢坐面由金屬體內(nèi)進(jìn)入真空,這樣用到的化子為明  將圖中玻殼內(nèi)抽成真空,并在其中裝上平板陽極A  和金屬絲做成的陰K,給陰極接上電源而通過電流使陰  段加熱,則毫安表指出陰極陽極線路內(nèi)有電流通過。顯  然、這個(gè)電流是由高溫的陰極發(fā)射電子并且電子向著具有  正電位的用極運(yùn)動(dòng)面引起的。將陽極電源U極性改變(即  正負(fù)電極對(duì)調(diào)),則線路中的電流消失,這就證明了傳導(dǎo)  圖42熱電子發(fā)射實(shí)驗(yàn)電流的是從熾熱陰極發(fā)射出來的電子  裝置示意圖  熱電子發(fā)射的機(jī)理可以用金屬中自由電子按能量分布  曲線加以解釋。當(dāng)企屬中自由運(yùn)動(dòng)的電子從內(nèi)部打到金屬表面時(shí),如果其能量小于勢壘高度  則它們不能克服勢全而逸出金屬,只有其垂直于金屬表面的動(dòng)能足以克服勢壘的那些電子,才  能形成發(fā)射.如圖41所示,圖中右側(cè)畫的是金屬表面勢壘,左側(cè)畫的是不同溫度下電子按能  量分布曲線,其中曲線1是7=0K的情形,這時(shí)電子的能量E都不高于EF,沒有任何發(fā)射;  曲線2表示室溫狀態(tài)時(shí)的情形,電子具有的最高能量仍未超過表面勢壘,實(shí)際上也觀察不到電  子發(fā)射;曲線3則表示溫度已高到一定程度,已有較多電子的能量大于勢度,相當(dāng)于圖中  曲線3下畫陰影線的部分,這時(shí)就有相當(dāng)大的熱發(fā)射電流了。  純金屬表面的熱電子發(fā)射密度,可由李查生道斯曼公式計(jì)算

(4-2)
A一27,開有種的金屬都相同,A=12WNmK
T—金屬表面溫度,K  —該種金屬的表面逸出功,J  k玻耳茲曼常數(shù),k=1.38×10-23J/K;  D—平均透射系數(shù),考慮了金屬表面勢壘對(duì)不同能量電子的反射作用,因?yàn)椴⒎悄?nbsp; 量高于勢壘的電子都一定能越過勢壘。不同材料的平均透射系數(shù)D或發(fā)射常數(shù)
A=A0·D,可在有關(guān)書籍中查到
電子槍設(shè)計(jì)中通常就是利用式(4-2)計(jì)算陰極溫度和發(fā)射面積的  當(dāng)金屬表面有加速電場存在時(shí),其熱電子發(fā)射現(xiàn)象會(huì)加強(qiáng),這就是肖特基效應(yīng),在  如圖42的熱電子發(fā)射實(shí)驗(yàn)中,為了收集陰極發(fā)射出來的電子,陽極必須加正電壓。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),陰極  溫度一定時(shí),電流隨電壓升高而略有增長。這說明當(dāng)陰極表面存在加速電場時(shí),該電場除了加  速電子使之被陽極收集外,還有幫助電子從陰極逸出的作用。產(chǎn)生的原因是外界加速電場使陰  極表面勢壘降低,有效逸出功減小,或者理解為電子在逸出過程中受到外電場力的加速,外電

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