5. Мавзу: Кирхгоф коидалари

2. Вакуумда электр токи




Биз юқорида металларда иссиқлик ҳаракатида иштирок этувчи ўтказувчанлик электронлари бўлишини кўрдик. Электронлар металл ичида сақлангани учун сирт яқинида электронларга таъсир қилувчи ва металлнинг ичига қараб йўналган кучлар мавжуд бўлади. Бу кучлар электронлар ва панжаранинг мусбат ионлари орасидаги тортишиш туфайли пайдо бўлади. Бундай ўзаро таъсир натижасида металларнинг сиртқи қатламида электр майдон ҳосил бўлади, потенциал эса ташқи фазодан металл ичига ўтишда қандайдир катталикка ортади. Бунга мос равишда электроннинг потенциал энергияси қадар камаяди.
Чекли металл учун электроннинг потенциал энергияси тақсимоти 270-расмдаги энергетик диаграммада кўрсатилган. Бу ерда – металл ташқарисида тинч турган электроннинг сатҳи, – ўтказувчанлик электронларининг энг кичик энергияси (ўтказувчанлик зонасининг туби). Потенциал энергия тақсимоти потенциал ўра кўринишида бўлади. Унинг чуқурлиги га тенг. Бу катталик электрон яқинлик деб аталади ва модданинг муҳим характеристикасидир.
Агар металл ичида электроннинг тўла энергияси дан кичик бўлса (270-расм), у ҳолда электрон метални ташлаб кета олмайди. Электроннинг металдан учиб чиқиш шарти
(156.1)
бўлади.
Хона температураларида металлар ва яримўтказгичлардаги деярли барча электронлар учун бу шарт бажарилмайди ва злектронлар ўтказгич чегарасида боғлангандир. Бироқ электронларга турли усуллар билан қўшимча энергия бериш мумкин. Бундай ҳолда металл электронларининг бир қисми металлни ташлаб чиқиш имконига эга бўлади ва биз электронлар чиқариш, яъни электрон эмиссия ҳодисасини кузатамиз.
Электронларга энергия қандай усулда берилишига боғлиқ ҳолда биз электрон эмиссиянинг турли хиллари тўғрисида гапиришимиз мумкин.
Чиқиш ишини енгишга етарли энергияни эмиттер электронлари эга бўлиш механизмига қараб электрон эмиссияси қуйидаги турларга бўлинади:
а) Термоэлектрон эмиссия – қиздирилган жисмлардан электронларнинг чиқиши;
б) Фотоэлектрон эмиссия ёки ташқи фотоэффект – электромагнит нурланиш таъсирида электронларнинг чиқиши;
в) Иккиламчи электрон эмиссия – бирламчи электронлар билан эмиттирни бомбардимон қилиниши натижасида иккиламчи электронларнинг чиқиши;
г) Ион-электрон эмиссия – электрони ионлар билан бомбардимон қиланиши натижасида электронларнинг чиқиши;
д) Автоэлектрон эмиссия – ўтказувчи суюқ ва қаттиқ жисмлардан, уларнинг сиртидан жуда кучли электр майдони таъсирида электронларнинг чиқиши. Автоэлектрон эмиссия – туннел эффекти деб аталадиган квант - механик ҳодисага мисол бўлади.