Chiqish ishining tashqi elektr maydonga bog’liqligi

3. Tashqi elektr maydonining termoemissiyaga ta’siri (Shottki effekti)
Tashqi elektr maydoni ta’sirida qattiq jismda chiqish ishining kamayishi tufayli to’yinish tokining ortishi hodisasi Shottki effekti deb ataladi. 1-rasmda vakuumli diodning volt-amper xarakteristikasi berilgan.



1-rasm. Vakuumli diodning volt-amper xarakteristikasi.

Rasmdan ko’rinadiki, anod kuchlanishi U_a ning ortishi bilan anod toki J_a ham osha boradi. Kuchlanish ma’lum bir U_a ga yetganda anod toki katod toki J_ek ga tenglashadi. Bunday sharoitda katoddan chiqqan barcha elektronlar anodga yetib boradi, ya’ni anod toki to’yinish darajastga yetadi. Lekin anod kuchlanishi yanada oshirilsa, anod toki ham sekin orta boshlaydi. Buning sababi tashqi elektr (anod) maydoni ta’sirida katod sirtidagi potentsial to’siqning pasayishi natijasida unda elektronlar emissiyasining ortishidir.

Metall sirtidagi balandligi W₀ ga teng bo’lgan potentsial to’siq va uning ko’rinish shakli 2-rasmda tasvirlangan (1-egri chiziq). Katod sirtiga kuchlanganligi bo’lgan tashqi maydon ta’sir etayotgan bo’lsin. Bu maydonning e doimiy kuchi elektronning X masofaga siljishida bajaradigan ishini e X miqdorga kamaytiradi. Ordinatasi e X ga teng bo’lgan to’g’ri chiziq chizamiz va uning ordinatasini birinchi egri chiziq ordinatasidan ayirib uchunchi egri chiziqni hosil qilamiz. Bu egri chiziq tashqi maydon ta’sir etganda potentsial to’siq formasining ko’rinishini ifodalaydi.



2-rasm. Tashqi elektr maydoni ta’sirida potentsial to’siqning pasayishi.

Katod sirtidan X_m masofada 3-nchi egri chiziqning maksimumi joylashgan.

Agar X< X_m bo’lsa, elektronga
(16)
ga teng bo’lgan tormozlovchi kuch ta’sir etadi, X>X_m masofalarda esa tezlashtiruvchi e tashqi kuch ta’sir etadi va potentsial energiya kamayadi. Elektronga ta’sir etuvchi kuchlar tengligidan
(17)
ekanligini topamiz. Chiqish ishining kamayishi ni quyidagi tenglamadan aniqlash mumkin.
. (18)
F- kuchning qiymatini (17)- formuladan bu tenglamaga keltirib qo’yib, integrallaymiz. So’ngra hosil bo’lgan ifodaga X_m ning qiymatini (18) formuladan keltirib qo’ysak, ushbu tenglamani hosil qilamiz:
. (19)
Tashqi maydon ta’sirida potentsial to’siqning pasayishi hisobga olinsa, termoelektron tok zichligining tenglamasi quyidagicha yoziladi:
(20)
Tashqi maydon kuchlanganligi =0 bo’lgandagi termoelektron tok zichligini
. (21)
deb belgilasak va ning qiymatini (2.34) formuladan keltirib qo’ysak, (2.35) tenglama ushbu ko’rinishda bo’ladi:
. (22)
Bu tenglama Shottki tenglamasi deb ataladi. Bu formulaga asoslanib Shottki effektini quyidagicha ta’riflash mumkin: Katod sirtiga tezlashtiruvchi elektr maydoni ta’sir etganda termoelektron tok zichligining ortishi hodisasi Shottki effekti deb ataladi. Shottki tenglamasi logarifmlab,
(23)
ifodani hosil qilamiz. Tok zichligi logarfmining ga bog’liqlik grafigi to’g’ri chiziqdan (3-rasm) iborat bo’lib, uning ordinata o’qini kesgan kesmasi ga teng, abssissa o’qi bilan hosil qilgan α burchagining tangesi quyidagicha yoziladi:
(24)

lnj_ep