05В011000 «Физика» мамандығы бойынша оқитын 3 курс студенттеріне арналған

53. Электрондық эмиссия деп қатты және сұйық денелерден электрондардың шығу құбылысын айтады. Электрондық-вакуумдық приборларда электрондарды змиттирлейтін дене вакууммен және газбен қоршалған. Заттан белініп шыққан электрон еркін электронға айналады. Қалыпты жағдайда электрондар энергиясы олардың заттан белініп шығуы үшін жеткіліксіз. Ал егер электронға сырттан қажетті энергияны беретін болсақ, мысалы, денені қыздырсақ, онда электрондардың кинетикалық энергиясы артады, сейтіп, олардың кейбіреулері заттан ұшып шыға алады, яғни электрондардың эмиссиясы байқалады. Бұл жағдайдагы эмиссияны термоэлектрондық деп атайды. Өйткені электрондар қосымша энергияны жылу энергиясы түрінде қабылдады. Бірақ электрондардың эмиссиясы үшін қажетті қосымша энергияны оларға басқа жолдармен: денені элементар бәлшектермен атқылау, жарық сәулесін түсіру, рентген сәулесімен әсер ету, электр өрісінің әсерімен де қосымша энергия беруге болады. Денелердің электрондарына қосымша энергия берудің тәсілдеріне байланысты эмиссиялар төмендегі түрлерге ажыратылады:

термоэлектрондық эмиссия — денені қыздырғанда пайда болады;

электростатикалық — (автоэлектрондық немесе суықтық) эмиссия күшті электр өрісінің әсері есебінен пайда болады;

екінші реттік эмиссия — металды тез ұшатын электрондармен атқылау кезінде байқалады: (электрондардың бұл ағымы басқа бір жағдайда, мысалы, термоэлектрондық эмиссия кезінде пайда болады) ;

фотоэлектрондық эмиссия — заттардың жарық әсерінен электрондар шығаруынан болады.

Электровакуумдық приборларда электрондарды эмиттирлеуші электрон катод болып табылады. Электр өрісінің әсеріңен электрондар екінші электродқа — анодқа қарай ұшады.

9. Электрондардың шығу жұмысы

54. Абсолюттік ноль температурада металдағы ортақтастырылған электрондар ен, төменгі электрлік деңгейге орналасады. Олардың әрқайсысында қарама-қарсы бағытталған спиндары бар екі-екі электроны болады. Ең жоғарғы деңгейде электрон энергиясы 5—10 эв шамасында болады (Ферми деңгейі, немесе Ферми шекарасы— Wo). Ферми — Дирак статистикасы деп аталатын статистика Г = 0° К болғанда энергиясы Wo-ден асатын электрондар болмайды деп тұжырымдайды. Температура жоғарылағанда эиергиясы Wo-Ден асатын электрондар пайда болады. Қалыпты жағдайда термоэлектрондық эмиссия іс жүзінде байқалмайды. Ал Wo энергиялы электрондар металл шекарасын тастап кетуге әлі де болса қабілет-ті емес. Электрондардың эмиссиясына өткізуші дененің бетіндегі қос электрлі қабат кедергі жасайды. Қос электрлі қаоат жылулық қозғалыстағы электрондардың қайсыбіреулерінің материал мен оны қоршаған ортаның (вакуумның) шекарасына келіп түсіп, онда теріс зарядтар қабатын түзуінен пайда болады. Сонда электрондық қабыршақ пен кристалдың он, ионы арасында металдан электрондардың шығуына бөгет жасайтын электр өрісі пайда болады (27-сурет).

Электрон металдың ең терең қойнауынан шығып, оны тастап кету үшін, ол мынадай кинетикалық энергия алуы керек:

Жоғарғыда айтылғандардан: электронның шығу жұмысы дегеніміз оның металды Ферми деңгейінен тастап шыққанда атқарған жұмысы болады деген қорытынды жасауға болады.

Кейбір элементтер үшін шығу жұмысының мәндерін келтірейік:

Элемент	Шығу жү-мысы (эв)	Элемент	Шығу жұ-мысы (эв)	Элемент	Шығу жүмы-сы (эв)
Цезий Барий Торий	1,89 2,52 3,41	Мырыш Кремний Вольфрам	3,74 4,10 4,52	Селен Германий Никель	4,72 4,56 4,84