21-10 Termická emisia

21-10 Termická emisia

Princípom činnosti elektróniek je, že z povrchu do červena rozžeraveného kovu vystupujú elektróny v hojnom počte. Jav sa v značnej miere podobá odparovaniu kvapalín. V prípade kvapalín kohézne sily (povrchové napätie) za normálnych okolností zabránia molekulám kvapaliny, aby opustili povrch kvapaliny, a obdobne, za normálnych okolností slobodné elektróny kovu sú udržiavané v kove elektrickou príťažlivou silou kladných iónov kovu. Pokiaľ však teplota kovu je dostatočne vysoká, časť voľne sa pohybujúcich elektrónov vo vnútri kovu už má dostatočne veľkú kinetickú energiu, aby dokázala prekonať bariéru, a tieto elektróny – k veľkému potešeniu fyzikov a rádiových inžinierov – voľne vyletia do priestoru. Teplota, pri ktorej sa tento jav udeje podstatne závisí od síl, ktoré väznia elektróny v kove, a samozrejme je pre rôzne kovy odlišná. Tak, ako pomedzi kvapalinami éter a lieh sa odparujú veľmi ochotne, voda menej, a ťažké oleje skoro vôbec, u rôznych kovoch môžeme pozorovať rôznu mieru elektrónovej emisie (cézium emituje rýchlo, volfrám menej ochotne a platina skoro vôbec).

Činnosť elektróniek rádií, televízie, radaru, atď. závisia od prúdu elektrónov emitovaných rozžeravenou katódou a putujúcich smerom ku kladnej anóde. Tento prúd riadený rôznymi spôsobmi je schopný vykonať rôzne úlohy: usmerňuje elektrický prúd (mení striedavý prúd na jednosmerný), zosilňuje, vyvolá kmity a podobne. Tieto funkcie vykonáva veľmi spoľahlivo, avšak drvivá časť elektrickej energie sa spotrebúva na vyhrievanie katódy, lebo len ich rozžeravený stav umožňuje emitovanie voľných elektrónov. Vyhrievanie však prináša problémy s  vetraním a chladením.

To je jedným z dôvodov, prečo sa zrýchlil vývoj „elektroniky pevných látok“, ktorá sa pokúsila nahradiť všetky elektrónky počnúc od rádií až po obrovské sálové počítače rannej éry. Namiesto elektrónov pohybujúcich sa vo vákuu od katódy k anóde, tu vykonávajú prácu elektróny a diery pohybujúce sa v  pravidelnej kryštalickej mriežke.