Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Формула Ричардсона-Дэммана – плотность тремодинамического тока





Термоэлектронная эмиссия

Эмиссионные процессы на поверхности твёрдых тел

Теория эмиссии металлов

В сварочных дугах превалируют процессы термо- и автоэлектронной эмиссии:

При достаточно высокой температуре все металлы испускают электроны, число которых быстро возрастает с повышением температуры. Механизм этого явления заключается в следующем.

Электроны проводимости свободно перемещаются по всему объёму металла, но не могут выходить за его пределы – препятствует электромагнитное поле, действующее в узкой зоне, которую называют поверхностным потенциальным барьером. И вдоль линии АВ внутри металла (рис.4.1) должен быть выше потенциала окружающего пространства, где U=0, на величину ϕ. В теории металлов этот внутренний потенциал считают постоянным (рис.4.1б). В действительности вблизи ионов кристаллической решетки металла периодически возрастает (рис.4.1в). Форму и высоту барьера можно определить при вычислении работы выхода электрона из металла.

 


Рис. Распределение частиц по скоростям по Максвеллу-Больцману

 

Рис. Распределение электронов по энергиям в металле по статистике Ферми-Дирака. WF – граница зоны Ферми

 


Рис.

 

 

Если числоэлектронов, выходящих из эмиттера через выбранный участок поверхности за единицу времени равно Nтэ, то плотность термоэмиссионного тока

 

Если Wа – высота потенциального барьера металла и ось Z его поверхности, то эмитироваться будут электроны, для которых

, а

Расчёт Nтэ следует вести интегрированием в пределах от до ∞ для числа электронов, имеющих скорость от Vх до Vx+dVx. Вычисления на основе квантовых представлений о распределении электронов в металле согласно статистике Ферми-Дирака даст выражение, известное как формула Ричарсона-Дэммана

 

где постоянная = 120 А/(см2ˑК2)

Эмиттрованные электроны имеют максвелловское распределение. Среднее значение их энергии – это сумма . При движении вдоль оси x имеем: , , поэтому . Эта формула показывает, что начальные скорости термоэлектронов невелики. Например, температура катода T = 3000 К, что соответствует температуре испарения железа W = 2kT = 50 эВ.





Дата добавления: 2014-01-03; Просмотров: 436; Нарушение авторских прав?


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2020) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.001 сек.