SlideShare a Scribd company logo
1 of 8
Термоцахилгаанба термоэмиссийнүзэгдэл
13.9. Металлаасэлектронгарахынажил.
Залгааныпотенциалынялгавар
Металл дахь дамжуулахын электронууд эмх журамгүй хөдөлгөөнд
оршино.Хангалттай их энерги бүхий хамгийн хурдан хөдөлж байгаа металлаас гадагш
сугаран гарч болно. Тэгээ
д металлын гадаргаас хэдэн атом хоорондын зайд холдон очиж электронон “ үүл
“ үүсгэн байрлана. Харин метталлын гадарга электроны дутагдалтайгаас эерэгээр
цэнэглэгдэнэ. Иймд металлын гадаргыг давхар цахилгаан үе мэт барагцаалан үзэж
болно. Энэхүү өвөрмөц маягийн конденсаторын цахилгаан орон нь металлаас
электрон нисэн гарахыг эсэргүүцэн саатуулна. Металлаас электроныг вакуумд суллан
аваачихын тулд хийвэл зохих ажлыг гарахын ажил гэдэг.
Гарахын ажлыг электронууд кинетик энергээ зарж байж гүйцэтгэнэ.
Ингэхлээр хөдөлгөөн удаантай электронууд металлаас тасран зайлж чадахгүй нь
ойлгомжтой юм. Гарахын ажил нь металлын химийн мөн чанар, түүний гадаргын
байдлаас хамаарах ба цэвэр металлуудын хувьд хэдэн электронвольт хэмжээтэй
байна. Металлын гадаргад бий болох нимгэн үеүдэд (конденсаторын хавтсуудын )
хоорондох потенциалын ялгавар нь металлаас электрон гарахын ажил A-аас хамаарна:
∆𝜑 =
А
е
13.38
Үүний e- электроны цэнэг . Электрон металлын хязгаараас нисэн одохдоо
саатуулан эсэргүүцэгч давхар үеийн цахилгаан орныг гэтлэн давах ёстой. Тэрхүү
орныг тодорхойлогч потенциалын ялгавар ∆𝜑 -г металл ба хүрээлэн буй орчны
хоорондох залгааны потенциалын ялгавар гэж нэрлэдэг. Давхар үеийн гадна
цахилгаан орон байхгүй бөгөөд орчны потенциал тэгтэй тэнцүү. Иймд металлын дотор
потенциал эерэг бөгөөд ∆𝜑 −
тэй тэнцүү байна.Харин электроны потенциал энергисөрөг бөгөөд -e ∆𝜑 = −𝐴 –тай
тэнцүү байна.Хүрэлцэн нийлсэн хоёр өөр металл дамжуулагчийн хооронд залгааны
потенциалын ялгавар үүсдэгийг Италын физикч А. Вольт нээжээ. 1797 онд тэрээр
дараах хоёр хуулийг туршлагаар тогтоожээ.
Вольтын I хууль. Хоёр өөр металл дамжуулагчийг холбоход тэдгээрийн хооронд
залгааны потенциалын ялгавар үүсэх бөгөөд тэр нь металлуудын химийн найрлага ба
температураас зөвхөн хамаарна.
Вольтын II хууль. Цуваа холбогдсон ижил температуртай металл дамжуулагчдаас
тогтсон хэлхээний үзүүрүүдийн потенциалын ялгавар нь завсрын дамжуулагчдын
химийн найрлагаас үл хамаарах бөгөөд захын хоёр дамжуулагчийг шууд холбоход
үүсэх залгааны потенциалын ялгавартай тэнцүү байна.
Металлуудын залгаан дээр потенциалын ялгавар үүсэх хоёр шалтгаан байхын нэг
нь электрон гарахын ажил металл бүхэнд өөр өөр байдагт оршино. Хүрэлцэн нийлж
байгаа 1 ба 2 гэсэн хоёр металл авч үзэе (13.8-р зураг).
1- р металлаас электрон гарахын ажлыг А1 хоёрдугаарынхыг А2 –аар тэмдэглэе.
Потенциалын ялгавар үүсэх шалтгаан
Дулааны эмх журамгүй хөдөлгөөний улмаас хамгийн хурдан электронууд
1-р металлаас 2-рт , мөн 2 –аас 1 –рт шилжих болно. Гэвч А1≠А2, жишээлбэл А1>А2
бол электрон 2 металлаас гарах нь 1-ээс гарахаас амар хялбар байна. Иймд
электронууд харилцан шилжсээр тэнцвэрт төлөв тогтсоны дараа 1-р металлд
электрон илүүдэлтэй, 2-рт электрон дутагдалтай болно. Ө.х. хоёр металл эсрэгээр
(харин цэнэгүүдийн хэмжээ ижил) цэнэглэгдэнэ. Ийнхүү металлуудын хооронд
залгааны потенциалын ялгавар үүсэж бий болно. Гарахын ажил харилцан адилгүй
байхаас шалтгаалж хоёр металлын залгаан дээр үүсэх потенциалын ялгавар нь
∆𝜑′
12= −
A1−A2
е
(13.39)
-тэй тэнцүү байна. А1>А2 байхад 𝜑1′ < 𝜑2′байхаас болж энэ томъёо сөрөг
тэмдэгт байна
1 ба 2 металлын хооронд залгааны потенциалын ялгавар үүсэх хоёр дахь
шалтгаан бол металл тус бүрийн нэгж эзлэхүүн дэхь электроны тоо харилцан
адилгүй ( 𝑛01 ≠ 𝑛02) байдаг явдал болой.
Металл дахь чөлөөт электронуудыг идеал хий шиг электрон хий гэж
үздэг билээ. Тэгвэл электрон хийн даралт P= 𝑛0 𝑘𝑇 гэсэн идеал хийн даралтын
томъёогоор илэрхийлэгдэнэ.Үүнд k –Больцманы тогтмол, T-абсолют температур.
Эндээс 𝑛01 ≠ 𝑛02 байхад 𝑃1 ≠ 𝑃2 ажээ. Өөрөөр хэлбэл энэ хоёр металл дахь
электрон хийн даралт адилгүй байна. Хэрэв , жишээ нь 𝑃1 > 𝑃2 гэвэл ∆𝑃 = 𝑃1-𝑃2 –ийн
үйлчлэлээр 1 металлаас 2 металлд , 2-аас 1-т очих электроноос илүү олон тооны
электрон шилжин очих болно.
Электронуудын энэ диффузен (нэвчих) шилжилтийн дүнд хоёр металлын зааг дээр
үүсэх залгааны потенциалын ялгавар нь
∆𝜑′′12 =
𝑘𝑇
𝑒
ln
𝑛01
𝑛02
(13.40)
томъёогоор илэрхийлэгдэнэ.
Хэрэв залгааны потенциалын ялгавар үүсэх хоёр шалтгаан хоёул
байвал (13.39) ба (13.40) илэрхийллүүдийг нэмэх хэрэгтэй. Тэгвэл хоёр металлын
залгааны потенциалын нийт ялгавар гарна:
∆𝜑12 = ∆𝜑′12 + ∆𝜑′12 = −
А1−А2
𝑒
+
𝑘𝑇
𝑒
ln
𝑛01
𝑛02
(13.41)
Эндээс үзвэл ∆𝜑12 нь зөвхөн температур ба металлуудын химийн мөн чанараас
хамаарч байна. Иймд ( 13.41 ) томъёо Вольтын нэгдүгээр хуулийн математик
илэрхийлэл мөн ажээ.
Цуваа холбогдсон ,температур нь ижил хэд хэдэн металл дамжуулагчдаас
тогтсон хэлхээ авч залгаа тус бүрд (13.41) томъёог бичиж , дараа нь тэдгээрийг нэмэх
замаар Вольтын хоёрдугаар хуулийг хялбархан баталж болохыг тэмдэглэе.
13.10. Термоцахилгаан үзэгдэл, түүнийг хэрэглэх
Хоёр өөр металл дамжуулагч (1 ба 2) –аас бүтсэн битүү хэлхээ (13.9-р зураг ) авч
үзэе.
Түүний нэг гагнаасыг a- аар нөгөөг b-р тэмдэглэе. Энэ хэлхээний нийт ц.х.х.
𝜀 нь Омын хууль ёсоор залгаануудын потенциалын ялгаврын алгебр нийлбэртэй тэнцүү
байна.
ε = ∆φ12 + ∆φ21 == (φ1а − φ2а) + (φ2а̂ − φ1а̂ )
буюу (13.41) томъёог хоёр залгаа ( a ба b )-нд хэрэглэвэл
𝜀 =
𝐴1−𝐴2
2
+
𝑘𝑇
𝑒
ln
𝑛01
𝑛02
−
𝐴2−𝐴1
2
+
𝑘𝑇
𝑒
ln
𝑛02
𝑛01
( 13.42 )
болно. Хэрэв хоёр гагнаас ижилхэн температуртай ( 𝑇𝑎 = 𝑇𝑏 = 𝑇) байвал 𝜀 = 0 байх
нь
энэ томъёоноос харагдаж байна. Ийнхүү хэд хэдэн металл дамжуулагчдаас тогтсон
битүү хэлхээний бүх гагнаасын температур ижил байхад түүнд ц.х.х. үүсэхгүй . гэсэн
дүгнэлт гарч байна.
Харин гагнаасуудын температур 𝑇𝑎 ба 𝑇𝑏 нь адилгүй (Жишээлбэл𝑇𝑎 > 𝑇𝑏) байх
аваас уул битүү хэлхээнд тодорхой ц.х.х. үүсч. Үнэхээр ( 13.42)томъёо ёсоор
𝜀 =
𝑘
𝑒
ln
𝑛01
𝑛02
(𝑇𝑎 − 𝑇𝑏) = 𝛼( 𝑇𝑎 − 𝑇𝑏) (13.43)
үүнд , 𝛼 =
𝑘
𝑒
ln
𝑛01
𝑛02
-тухайн хоёр металлын шинж чанарыг тодорхойлогчтогтмол
хэмжигдэхүүн. Ингэж хоёр өөр дамжуулагчаас тогтсон битүү хэлхээний гагнаасуудыг
өөр өөр температуртай байлгахад хэлхээнд гүйдэл үүсдэгийг 1821 онд Зеебек нээжээ.
Энэ үзэгдлийг термоцахилгааны үзэгдэл гэх ба гагнаасуудын температурын ялгаварт
шууд пропорциональ ц.х.х. (13.43)-ийг термоцахилгаан хөдөлгөгч хүч ( термо ц.х.х. )
гэнэ. Орчин үед металл дахь термоцахилгааны үзэгдлийг голчлон температур
хэмжихэд өргөн хэрэглэж байна. Энэ зорилгоор термоэлемент буюу термохос
хэрэглэдэг нь үзүүрүүдийг нь гагнасан хоёр өөр металл буюу хайлшин утас болно.
(13.10-р зураг )
Термоелементийн 2 гагнаасыг тогтмол тодорхой Т2 температурт (жишээ нь хайлж
байгаа мөстэй Дюарын саванд ) байлган , нөгөө гагнаасыг , температур Т1 –ыг нь
хэмжих гэж байгаа орчинд оруулна
Өгөгдсөн термоэлементийнкоэффициент 𝛼 −ын утга мэдэгдэж байх ба термо ц.х.х.
𝜀 −г гальванометрийн тусламжтайгаар хэмжсэнээр, Т1 температурыг (13.43) –аас гарах
Т1 =
𝜀+𝛼Т2
𝛼
томъёогоор бодно. Термоэлемент ердийн термометрүүдийг бодвол
абсолют хуваарийн хэдэн арван градусаас хэдэн мянган градус хүртэл маш өргөн
хязгаар дахь температурыг хэмждэг зэрэг олон давуу талтай байна.
Термоэлемент маш мэдрэмтгий учир температурын өчүүхэн ( 10-6
градус хүртэл)
ялгааг ч хэмжих бололцоо өгнө. Металл термоэлементийн ц.х.х. гагнаасуудын
температурын ялгаа 1000
С байхад хэдэн миливольтоос хэтрэхгүй бага байдаг; тийм
термоэлементийн а.ү.к. 0,1 % -иас үл хэтрэнэ. Иймд металл термоэлементийг
гүйдлийн генератор болгон практикт ашиглах нь эдийн засгийн хувьд тохиромжгүй юм.
Харин энэ талаар хагас дамжуулагчийн термоэлементүүд асар их боломжтой байдаг.
Термоэлементүүдийг цуваа холбож батарей болговол термо ц.х.х. нь үлэмж
нэмэгдэнэ. Тийм хагас дамжуулагч термобатарейг дулааны энергийг цахилгаан энерги
болгон хувиргах зорилгод өргөн хэрэглэж байна.
Пельтегийн эффект. 1834 онд Пельте термоцахилгааны урвуу үзэгдлийг нээжээ.
Хоёр өөр металлаас тогтсон термоэлементийг гүйдэл үүсгүүртэй холбон хэлхээгээр
цахилгаан гүйдэл гүйлгэвэл Жоуль-Ленцийн дулаан ялгарахаас болж металлууд халах
ердийн үзэгдэл ажиглагдахын зэрэгцээгээр нэг гагнаас дээр нь нэмэлт дулаан ялгарч ,
харин нөгөө гагнаас нь дулаан шингээдэг байна. Үүнээс болж термоэлементийн
гагнаасуудын температур ялгаатай болдог. Хэрэв цахилгаан гүйдлийн чиглэл нь 𝑇𝑎 >
𝑇𝑏 байх нөхцөлд үүсэх термоцахилгаан гүйдлийн чиглэлтэй давхцаж байвал 𝛼гагнаас
халж, b гагнаас хөрнө. Гүйдлийн чиглэлийг эсрэгээр өөрчилбөл b гагнаас хөрж 𝛼
гагнаас хална ( 13.11-р зураг )
энэ үзэгдлийг Пельтегийн эффект гэнэ.
Гагнаас дээр ялгарах буюу шингэх дулаан хэмжээгээр тэнцүү байх бөгөөд
𝑄1= nIt (13.44 )
томъёогоор илэрхийлэгдэнэ.Үүнд It= 𝑔–гагнаасаар өнгөрөх цэнэг , n - Пельтегийн
коэффициент, 𝑄 𝑛- Пельтегийн дулаан.
Пельтегийн үзэгдэл нь хоёр металлын зааг дээр потенциалын ялгавар
үүсэхтэй холбоотой юм. а гагнаасын хувьд 1 металл эерэгээр, 2 металл сөрөгөөр
цэнэглэгджээ гэж үзье. Тэгвэл, хэрэв 𝑇𝑎 > 𝑇𝑏 байхад үндсэн гүйдэл ба термоцахилгаан
гүйдэл чиглэлээр
( 13.11-р зурагт үзүүлсэн шиг ) давхцаж байвал электронууд 𝛼 гагнаасад 1→2
чиглэлд хөдлөх ба залгааны үеийн цахилгаан орон тэдгээрийг тоормослуулан
саатуулна. Ингэхэд электронуудын кинетик энергийн зарим хэсэг нь потенциал энерги
болон хувирч, электрон хий болон түүний термодинамикийн тэнцвэрт орших кристалл
торын температур буурна 𝛼 гагнаас хөрнө. Гагнаас b дээр үүний урвуу үзэгдэл
явагдана. Энэ гагнаасад 2 → 1 чиглэлд хөдлөж байгаа электронууд залгааны үеийн
цахилгаан орноор хурдасгагдана. Иймд b гагнаасын температур нэмэгдэнэ
Пельтегийн үзэгдлийг хөргөгч машин хийхэд хэрэглэж болно. Тийм хөргөгч
агрегатад ажлын бодисын үүргийг электрон хий гүйцэтгэнэ. Гэхдээ металл дахь
Пельтегийн эффект дээр үндэслэсэн хөргөгч машины эдийн засгийн үр ашиг маш бага.
Харин хагас дамжуулагч хөргөгч байгууламж эдийн засагийн үлэмж их үр ашигтай
байна. Температур нь газар бүр харилцан адилгүй, ө.х. температурын градиент
бүхий(
𝑑𝑇
𝑑𝐼
≠ 0)нэг төрлийн дамжуулагчаар гүйдэл гүйлгэвэл Пельтегийн дулаантай адил
дулаан ялгардаг байна. Энэ эффектийг Томсон нээж, туршлага дээр ажигласан учир
Томсоны үзэгдэлгэж нэрлэдэг юм.
13.11.Термоэлектронэмисс. Вакуумдахь цахилгаан гүйдэл
Халсан металл электрон цацруулах үзэгдлийг термоэлектрон эмисс гэнэ.
Ямар нэг электрон, энерги нь металлаас электрон гарахын ажил А-аас их байх
нөхцөлд л металлынхаа гадаргыг орхин одож болно. Металлын доторх дамжуулахын
электроны концентрац маш их бөгөөд электронууд янз бүрийн хурдтай байна. Ердийн
температурт гарахын ажлыг гүйцэтгээд металлаас тасран гарч чадах электронууд
металлд тийм олон биш байна. Металлаас гарахад нь зайлшгүй шаардагдах нэмэлт
энергийг электронуудад өгөх хэд хэдэн арга байх ба түүний нэг нь металлыг халаах
явдал
Термоэлектрон эмиссийн үзэгдлийг дараах туршлагаар судалж болно.
Хоёр электрод ( A- анод, K- катод ) гагнан суулгасан шилэн хоолой авч, доторх хийг нь
соруулж вакуум үүсгэнэ. (13.12-р зураг )
Батарей Бх-ээр катодыг тэжээж, халаагч гүйдлийн хүч 𝐼 𝑥-ийг реостат, 𝑅 𝑥–
ээр өөрчлөн катодыг янз бүрийн температуртай болтол халаана.
Анодын батарей Ба –ийн тусламжтайгаар анод, катод хоёрын хооронд
анодын хүчдэл үүсгэж, түүний хэмжээ 𝑈𝑎-ийг потенциометр П-ээр өөрчлөн вольтметр
𝑉𝑎 –аар хэмжье.
Халсан катодоос сугаран гарсан электронууд анод, катод хоёрын хооронд
үүсэх цахилгаан орны үйлчлэлээр анод руу шилжиж термоэлектрон гүйдэл үүсгэнэ.
Тэр гүйдлийг миллиамперметрээр мА- ээр хэмжинэ.
Энэ туршлагаас термоэлектрон гүйдэл 𝐼 𝑎 нь анодын хүчдэл 𝑈𝑎, катодын
температур болон түүний материалаас хамаардаг болох нь харагдана. Катодын
температур тогтмол байхад термоэлектрон гүйдэл анодын хүчдэлээс хамаарах
хамаарлыг 13.13 –р зурагт үзүүлжээ.
Анадын хүчдэлбага байх үед анодын хүчдэд нэмэгдэхэд Iа гүйдэлд алгуурхан өсөжэхэлж
байна. Энэ нь С/.-ийн утга бага байхад катодоос гарсан электронууд цөм анодод хүрч
очдоггүйгээр тайлбарлагдана. Нэг хэсэг элекгрон катод ба анодын хооронд электрон үүл үүсгэх
ба тэр үүл катодоос шинээр анод руу нисэж буй электроныг саатуулна. Хүчдэл Ua-ийг өсгөх
дутам электрон үүл аажмаар сарниж, Iа гүйдэл өснө. Ua=Ux болоход гүйдэл цаашид өсөхөв
больж тогтмол болох бөгөод түүнийг ханасан гүйдэл Iа гэнэ. Энэ нь нэгж хугацаацд анод руу
хүрч очих элекгроны тоо, мөнхүү хугацаанд катодоос гарах электроны тоотой тэнцүү болдогтой
холбоотой юм. Катодын тухайн температурт үүсэххамгийн их гүйдлийг ханасан гүйдэл Iх гэнэ.
Ua-ийн утга бага (Ua<<Ux) байхад термоэлектрон гүйдэл анодын хүчдэлээс хэрхэн
хамаарах томъеог Богуславский, Ленгмюр нар онолоор гаргасан бөгөөд түүнийг хоёрны
гурвын хууль гэдэг:
Iа = U a 3/2 (13.45)
Үүнд В-электродуудын хэлбэр, тэдгээрийн харилцан байршлаас хамаарах коэффициент.
Хэрэв өгөгдсөн температуртай катодоос нэгж хугацаанд гарах бүх электроны тоог N-ээр
тэмдэглэвэл ханасан гүйдлийн хүч Iх=Ne болно. Туршлагаас үзвэл катодын температур
ихсэхэд хамасан гүйдэл бас өсдөг байна. Металл дахь электронууд квантын статистикт
захирагддаг гэж үзвэл ханасан гүйдлийн нягт катодын температураас дараах маягаар
хамаарна:
J = 𝐵,
𝑇2
𝑒−𝐴/𝑘𝑇
(13.46)
Үүнийг Ричардсон-Дёшмены томъёо гэдэг. Энэ томъёоны А-металлаас электрон гарахын
ажил, K-Больцманы тогтмол, T-катодын абсолют температур, В -катодын материал ба
гадаргын нь төлөвөөс хамаарах эмиссийн тогтмол, е=2.718- натураль логарифмын суурь.
(13.46)томъёоноос Абагабайвалэмисс эрчимтэй (Jx
их) байх нь илбайна. Иймд их хэмжээний
ханасан гүйдэл гаргаж авахын тул гарахын ажил аль болох багатай катод хэрэглэдэг. Энэ
зорилтоор катодыг тусгай (бари буюу стронцийн исэл зэрэг) материалаар бүрдэгюм.
Катодын ойр бяцхан нүх бүхий анодыг байрлуулан нарийхан багц электрон гарган авч
болох ба түүнийг катодын туяа гэж нэрлэдэг Термоэлектрон эмиссийн үзэгдлийг үндэслэн
эпектрон цацрагг хоолой, электрон ламп зэргийг хийкэ. Раднотехникт болон янз бүрийн
процессыг автоматаар удирдах байгууламжуудад электрон лампууд өргөн хэрэглэгддэг.
Электрон лампуудыг хувьсах гүйдлийг шулуутгах, гүйдэл ба хүчдлийг өсгөх болон үл унтрах
цахилгаан соронзон хэлбэлзэл гарган авахад хэрэглэж байна.
Бусад төрлийн эмиссийн тухай ойлголт. Металл зөвхөн халснаас төдийгүй бас өер
бусад үйлчлэлээс болж электрон цацруулж болно. Ө.х. металлаас элекгрон гарахад
шаардагзах энергийг янз бүрийн аргаар өгч болно. Уул энергийг чухам ямар аргаар электронд
өгөхөөс болж хүйтэн, фотоэлектрон, хоёрдогч эмисс гэж ялгадаг. Хэрэв хоёр металл хавтгайн
хооронд маш их потенциалын «ялгавар өгвөл үүсэх цахилгаан орон нь сөрөг хавтсын чөлөөт
электронуудыг- суга татан гаргаж болно. Үүнийг хүйтэн эмисс гэж. нэрлэнэ. Хүйтэн эмисс
зөвхөн асар хүчтэй (108
В/см - эрэмбийн хүчлэг бүхий) цахилгаан орны үйлчлэлээр л явагддаг.
Металлын гадаргыг гэрэлтүүлэхэд тусах гэрлийн энергийн тооцоогоор электронууд гадагш
тасран гарах нь бий Үүнийг фогоэпектронэмисс гэнэ. Фотоэлектрон эмиссийн үндсэн зүй тогтлыг
бид дараа кьант оптикт үзэхболно.
Хэрэв цахилгаан орноор урьдчилан үйлчилж хурдасгасан электроноор металлын гадаргыг
бөмбөгдөвөл түүний электрон ялгарна. Энэ үзэглэл хоёрдоп элсктроп эмисс гэж нэрлэгддэг.
Хоёрдогч электрон урсгалд гадаргаас ойсон электрон, мөн металлаас сугарч гарсан электроны
яль аль нь оролцоно. Хоёрдогч электроны тоо n2 -ыг анхдагч электроны тоо n1 -д харьцуулсан
харьцааг хоёрдогч эмиссийн коэффициент гэнэ
𝑛2
𝑛1
= 𝛿 Хагас дамжуулагч ба диэлектрикийн нь
металлынхаас их байдаг. Бядгүй электрон гүйдлийг олон дахин өсгөдөг арвижуулагч гэдэг
багажид энэ хоёрдогч эмиссийн үзэгдэл ашиглагдана. 13.14-р зурагт элекгрон
арвижуулагчийн схемийг дүрсэлжээ.
Фотокатод К-аас гарсан электрон хоёрдогч эмиссийн катод К1-д К ба К1-ын хоорондох
потенциалынялгавар ???? ээрүржүүлсэнтэй тэнцүү энергитэй болжочно.К1 катодоос сугарах
хоёрдогч электроны тоо К-аас гарах электроны тооноос ??? дахин олон байна. Одоо өсөж
хүчтэй болсон электрон урсгал гуравдагч катод К2 уруу oчино. Ингэж электрон урсгал өсч
арвижих процесс К3 ... *Кn катодууд дээр давтагдана. Иймд сүүлчийн электрод анодоос
хангалттай их электрон гүйдэл гарган авч болно.

More Related Content

What's hot

функцийн тодорхойлогдох муж ба утгын муж
функцийн тодорхойлогдох муж ба утгын мужфункцийн тодорхойлогдох муж ба утгын муж
функцийн тодорхойлогдох муж ба утгын мужHorloo Ebika
 
гэрлийн интерференц
гэрлийн интерференцгэрлийн интерференц
гэрлийн интерференцNyamdavaa Uugandavaa
 
тоон логик 3 l,4lсуурь логик
тоон логик 3 l,4lсуурь логиктоон логик 3 l,4lсуурь логик
тоон логик 3 l,4lсуурь логикtsdnsrn
 
10 r angi awiyas duunii dolgion duu awia
10 r angi awiyas duunii dolgion duu awia10 r angi awiyas duunii dolgion duu awia
10 r angi awiyas duunii dolgion duu awiaShagaishuu Xoo
 
хүчний хэлбэрүүд
хүчний хэлбэрүүдхүчний хэлбэрүүд
хүчний хэлбэрүүдnsuren1
 
механик ажил
механик ажилмеханик ажил
механик ажилnsuren1
 
хүчний хэлбэрүүд
хүчний хэлбэрүүдхүчний хэлбэрүүд
хүчний хэлбэрүүдnsuren1
 
бодисын хувирал
бодисын хувиралбодисын хувирал
бодисын хувиралganzorig_od
 
термодинамик
термодинамиктермодинамик
термодинамикOdontuya Tergel
 
механик энерги
механик энергимеханик энерги
механик энергиnsuren1
 
Транзистор /монгол/
Транзистор /монгол/Транзистор /монгол/
Транзистор /монгол/Batnyam Maidarjav
 

What's hot (20)

Lection 4
Lection 4Lection 4
Lection 4
 
Tsho lekts 1
Tsho lekts  1Tsho lekts  1
Tsho lekts 1
 
функцийн тодорхойлогдох муж ба утгын муж
функцийн тодорхойлогдох муж ба утгын мужфункцийн тодорхойлогдох муж ба утгын муж
функцийн тодорхойлогдох муж ба утгын муж
 
гэрлийн интерференц
гэрлийн интерференцгэрлийн интерференц
гэрлийн интерференц
 
PhHS12
PhHS12PhHS12
PhHS12
 
тоон логик 3 l,4lсуурь логик
тоон логик 3 l,4lсуурь логиктоон логик 3 l,4lсуурь логик
тоон логик 3 l,4lсуурь логик
 
Lekts 12
Lekts 12Lekts 12
Lekts 12
 
10 r angi awiyas duunii dolgion duu awia
10 r angi awiyas duunii dolgion duu awia10 r angi awiyas duunii dolgion duu awia
10 r angi awiyas duunii dolgion duu awia
 
хүчний хэлбэрүүд
хүчний хэлбэрүүдхүчний хэлбэрүүд
хүчний хэлбэрүүд
 
механик ажил
механик ажилмеханик ажил
механик ажил
 
Phys1 bie daalt
Phys1 bie daaltPhys1 bie daalt
Phys1 bie daalt
 
хүчний хэлбэрүүд
хүчний хэлбэрүүдхүчний хэлбэрүүд
хүчний хэлбэрүүд
 
бодисын хувирал
бодисын хувиралбодисын хувирал
бодисын хувирал
 
Соронзон
СоронзонСоронзон
Соронзон
 
1. analog
1. analog1. analog
1. analog
 
термодинамик
термодинамиктермодинамик
термодинамик
 
Cem13
Cem13Cem13
Cem13
 
механик энерги
механик энергимеханик энерги
механик энерги
 
MT101 Lecture 1(Mongolia)
MT101 Lecture 1(Mongolia)MT101 Lecture 1(Mongolia)
MT101 Lecture 1(Mongolia)
 
Транзистор /монгол/
Транзистор /монгол/Транзистор /монгол/
Транзистор /монгол/
 

Similar to Металлаас электрон гарахын ажил

1 140924025239-phpapp01
1 140924025239-phpapp011 140924025239-phpapp01
1 140924025239-phpapp01Otgoo Khurlee
 
Аналог электроник /монгол/
Аналог электроник /монгол/Аналог электроник /монгол/
Аналог электроник /монгол/Batnyam Maidarjav
 
цахилгаан материал бие даалт1
цахилгаан материал бие даалт1цахилгаан материал бие даалт1
цахилгаан материал бие даалт1enkhbold tugsbilegt
 
цахилгаан хими 8
цахилгаан хими 8цахилгаан хими 8
цахилгаан хими 8davaa627
 
2.1. хагас дамжуулагч
2.1. хагас дамжуулагч2.1. хагас дамжуулагч
2.1. хагас дамжуулагчOtgoo Khurlee
 
Computeriin tehnikiin vndes hicheeliin lektsiin huraangvi
Computeriin tehnikiin vndes hicheeliin lektsiin huraangviComputeriin tehnikiin vndes hicheeliin lektsiin huraangvi
Computeriin tehnikiin vndes hicheeliin lektsiin huraangviE-Gazarchin Online University
 
Лекц 2
Лекц 2Лекц 2
Лекц 2MUST
 
Electronikiin undes
Electronikiin undesElectronikiin undes
Electronikiin undesJkl L
 
Хàòуу ìàòåðèàëыí íèðãэëэã
Хàòуу ìàòåðèàëыí íèðãэëэãХàòуу ìàòåðèàëыí íèðãэëэã
Хàòуу ìàòåðèàëыí íèðãэëэãzaluu_medleg
 
Диэлектрик нэвт цохилт
Диэлектрик нэвт цохилтДиэлектрик нэвт цохилт
Диэлектрик нэвт цохилтzaluu_medleg
 

Similar to Металлаас электрон гарахын ажил (18)

Cem16
Cem16Cem16
Cem16
 
1 140924025239-phpapp01
1 140924025239-phpapp011 140924025239-phpapp01
1 140924025239-phpapp01
 
Аналог электроник /монгол/
Аналог электроник /монгол/Аналог электроник /монгол/
Аналог электроник /монгол/
 
цахилгаан материал бие даалт1
цахилгаан материал бие даалт1цахилгаан материал бие даалт1
цахилгаан материал бие даалт1
 
Lekts 14
Lekts 14Lekts 14
Lekts 14
 
цахилгаан хими 8
цахилгаан хими 8цахилгаан хими 8
цахилгаан хими 8
 
атомын бүтэц
атомын бүтэцатомын бүтэц
атомын бүтэц
 
Диод /монгол/
Диод /монгол/Диод /монгол/
Диод /монгол/
 
2.1. хагас дамжуулагч
2.1. хагас дамжуулагч2.1. хагас дамжуулагч
2.1. хагас дамжуулагч
 
Computeriin tehnikiin vndes hicheeliin lektsiin huraangvi
Computeriin tehnikiin vndes hicheeliin lektsiin huraangviComputeriin tehnikiin vndes hicheeliin lektsiin huraangvi
Computeriin tehnikiin vndes hicheeliin lektsiin huraangvi
 
Tsahilgaan static oron
Tsahilgaan static oronTsahilgaan static oron
Tsahilgaan static oron
 
Лекц 2
Лекц 2Лекц 2
Лекц 2
 
Electronikiin undes
Electronikiin undesElectronikiin undes
Electronikiin undes
 
Хàòуу ìàòåðèàëыí íèðãэëэã
Хàòуу ìàòåðèàëыí íèðãэëэãХàòуу ìàòåðèàëыí íèðãэëэã
Хàòуу ìàòåðèàëыí íèðãэëэã
 
2. diode
2. diode2. diode
2. diode
 
Диэлектрик нэвт цохилт
Диэлектрик нэвт цохилтДиэлектрик нэвт цохилт
Диэлектрик нэвт цохилт
 
Himiin holboo
Himiin holbooHimiin holboo
Himiin holboo
 
Mat4
Mat4Mat4
Mat4
 

More from Bazarragchaa Erdenebileg (12)

Tsahilgaan static oron
Tsahilgaan static oronTsahilgaan static oron
Tsahilgaan static oron
 
Термодинамикийн үндэс
Термодинамикийн үндэсТермодинамикийн үндэс
Термодинамикийн үндэс
 
Молекул кинетик онол
Молекул кинетик онолМолекул кинетик онол
Молекул кинетик онол
 
Ph102 sem 2
Ph102  sem 2Ph102  sem 2
Ph102 sem 2
 
Lekts 2
Lekts 2Lekts 2
Lekts 2
 
Molekul lec-1
Molekul lec-1Molekul lec-1
Molekul lec-1
 
Seminar
SeminarSeminar
Seminar
 
Molecul physic
Molecul physicMolecul physic
Molecul physic
 
7. relyativ mehanic
7. relyativ mehanic7. relyativ mehanic
7. relyativ mehanic
 
Хатуу биеийн эргэх хөдөлгөөн
Хатуу биеийн эргэх хөдөлгөөнХатуу биеийн эргэх хөдөлгөөн
Хатуу биеийн эргэх хөдөлгөөн
 
Молекул физик
Молекул физикМолекул физик
Молекул физик
 
Lekts 7 (2)
Lekts 7 (2)Lekts 7 (2)
Lekts 7 (2)
 

Металлаас электрон гарахын ажил

  • 1. Термоцахилгаанба термоэмиссийнүзэгдэл 13.9. Металлаасэлектронгарахынажил. Залгааныпотенциалынялгавар Металл дахь дамжуулахын электронууд эмх журамгүй хөдөлгөөнд оршино.Хангалттай их энерги бүхий хамгийн хурдан хөдөлж байгаа металлаас гадагш сугаран гарч болно. Тэгээ д металлын гадаргаас хэдэн атом хоорондын зайд холдон очиж электронон “ үүл “ үүсгэн байрлана. Харин метталлын гадарга электроны дутагдалтайгаас эерэгээр цэнэглэгдэнэ. Иймд металлын гадаргыг давхар цахилгаан үе мэт барагцаалан үзэж болно. Энэхүү өвөрмөц маягийн конденсаторын цахилгаан орон нь металлаас электрон нисэн гарахыг эсэргүүцэн саатуулна. Металлаас электроныг вакуумд суллан аваачихын тулд хийвэл зохих ажлыг гарахын ажил гэдэг. Гарахын ажлыг электронууд кинетик энергээ зарж байж гүйцэтгэнэ. Ингэхлээр хөдөлгөөн удаантай электронууд металлаас тасран зайлж чадахгүй нь ойлгомжтой юм. Гарахын ажил нь металлын химийн мөн чанар, түүний гадаргын байдлаас хамаарах ба цэвэр металлуудын хувьд хэдэн электронвольт хэмжээтэй байна. Металлын гадаргад бий болох нимгэн үеүдэд (конденсаторын хавтсуудын ) хоорондох потенциалын ялгавар нь металлаас электрон гарахын ажил A-аас хамаарна: ∆𝜑 = А е 13.38 Үүний e- электроны цэнэг . Электрон металлын хязгаараас нисэн одохдоо саатуулан эсэргүүцэгч давхар үеийн цахилгаан орныг гэтлэн давах ёстой. Тэрхүү орныг тодорхойлогч потенциалын ялгавар ∆𝜑 -г металл ба хүрээлэн буй орчны хоорондох залгааны потенциалын ялгавар гэж нэрлэдэг. Давхар үеийн гадна цахилгаан орон байхгүй бөгөөд орчны потенциал тэгтэй тэнцүү. Иймд металлын дотор потенциал эерэг бөгөөд ∆𝜑 − тэй тэнцүү байна.Харин электроны потенциал энергисөрөг бөгөөд -e ∆𝜑 = −𝐴 –тай тэнцүү байна.Хүрэлцэн нийлсэн хоёр өөр металл дамжуулагчийн хооронд залгааны потенциалын ялгавар үүсдэгийг Италын физикч А. Вольт нээжээ. 1797 онд тэрээр дараах хоёр хуулийг туршлагаар тогтоожээ. Вольтын I хууль. Хоёр өөр металл дамжуулагчийг холбоход тэдгээрийн хооронд залгааны потенциалын ялгавар үүсэх бөгөөд тэр нь металлуудын химийн найрлага ба температураас зөвхөн хамаарна. Вольтын II хууль. Цуваа холбогдсон ижил температуртай металл дамжуулагчдаас тогтсон хэлхээний үзүүрүүдийн потенциалын ялгавар нь завсрын дамжуулагчдын химийн найрлагаас үл хамаарах бөгөөд захын хоёр дамжуулагчийг шууд холбоход үүсэх залгааны потенциалын ялгавартай тэнцүү байна. Металлуудын залгаан дээр потенциалын ялгавар үүсэх хоёр шалтгаан байхын нэг нь электрон гарахын ажил металл бүхэнд өөр өөр байдагт оршино. Хүрэлцэн нийлж байгаа 1 ба 2 гэсэн хоёр металл авч үзэе (13.8-р зураг).
  • 2. 1- р металлаас электрон гарахын ажлыг А1 хоёрдугаарынхыг А2 –аар тэмдэглэе. Потенциалын ялгавар үүсэх шалтгаан Дулааны эмх журамгүй хөдөлгөөний улмаас хамгийн хурдан электронууд 1-р металлаас 2-рт , мөн 2 –аас 1 –рт шилжих болно. Гэвч А1≠А2, жишээлбэл А1>А2 бол электрон 2 металлаас гарах нь 1-ээс гарахаас амар хялбар байна. Иймд электронууд харилцан шилжсээр тэнцвэрт төлөв тогтсоны дараа 1-р металлд электрон илүүдэлтэй, 2-рт электрон дутагдалтай болно. Ө.х. хоёр металл эсрэгээр (харин цэнэгүүдийн хэмжээ ижил) цэнэглэгдэнэ. Ийнхүү металлуудын хооронд залгааны потенциалын ялгавар үүсэж бий болно. Гарахын ажил харилцан адилгүй байхаас шалтгаалж хоёр металлын залгаан дээр үүсэх потенциалын ялгавар нь ∆𝜑′ 12= − A1−A2 е (13.39) -тэй тэнцүү байна. А1>А2 байхад 𝜑1′ < 𝜑2′байхаас болж энэ томъёо сөрөг тэмдэгт байна 1 ба 2 металлын хооронд залгааны потенциалын ялгавар үүсэх хоёр дахь шалтгаан бол металл тус бүрийн нэгж эзлэхүүн дэхь электроны тоо харилцан адилгүй ( 𝑛01 ≠ 𝑛02) байдаг явдал болой. Металл дахь чөлөөт электронуудыг идеал хий шиг электрон хий гэж үздэг билээ. Тэгвэл электрон хийн даралт P= 𝑛0 𝑘𝑇 гэсэн идеал хийн даралтын томъёогоор илэрхийлэгдэнэ.Үүнд k –Больцманы тогтмол, T-абсолют температур. Эндээс 𝑛01 ≠ 𝑛02 байхад 𝑃1 ≠ 𝑃2 ажээ. Өөрөөр хэлбэл энэ хоёр металл дахь электрон хийн даралт адилгүй байна. Хэрэв , жишээ нь 𝑃1 > 𝑃2 гэвэл ∆𝑃 = 𝑃1-𝑃2 –ийн үйлчлэлээр 1 металлаас 2 металлд , 2-аас 1-т очих электроноос илүү олон тооны электрон шилжин очих болно. Электронуудын энэ диффузен (нэвчих) шилжилтийн дүнд хоёр металлын зааг дээр үүсэх залгааны потенциалын ялгавар нь ∆𝜑′′12 = 𝑘𝑇 𝑒 ln 𝑛01 𝑛02 (13.40) томъёогоор илэрхийлэгдэнэ.
  • 3. Хэрэв залгааны потенциалын ялгавар үүсэх хоёр шалтгаан хоёул байвал (13.39) ба (13.40) илэрхийллүүдийг нэмэх хэрэгтэй. Тэгвэл хоёр металлын залгааны потенциалын нийт ялгавар гарна: ∆𝜑12 = ∆𝜑′12 + ∆𝜑′12 = − А1−А2 𝑒 + 𝑘𝑇 𝑒 ln 𝑛01 𝑛02 (13.41) Эндээс үзвэл ∆𝜑12 нь зөвхөн температур ба металлуудын химийн мөн чанараас хамаарч байна. Иймд ( 13.41 ) томъёо Вольтын нэгдүгээр хуулийн математик илэрхийлэл мөн ажээ. Цуваа холбогдсон ,температур нь ижил хэд хэдэн металл дамжуулагчдаас тогтсон хэлхээ авч залгаа тус бүрд (13.41) томъёог бичиж , дараа нь тэдгээрийг нэмэх замаар Вольтын хоёрдугаар хуулийг хялбархан баталж болохыг тэмдэглэе. 13.10. Термоцахилгаан үзэгдэл, түүнийг хэрэглэх Хоёр өөр металл дамжуулагч (1 ба 2) –аас бүтсэн битүү хэлхээ (13.9-р зураг ) авч үзэе. Түүний нэг гагнаасыг a- аар нөгөөг b-р тэмдэглэе. Энэ хэлхээний нийт ц.х.х. 𝜀 нь Омын хууль ёсоор залгаануудын потенциалын ялгаврын алгебр нийлбэртэй тэнцүү байна. ε = ∆φ12 + ∆φ21 == (φ1а − φ2а) + (φ2а̂ − φ1а̂ ) буюу (13.41) томъёог хоёр залгаа ( a ба b )-нд хэрэглэвэл 𝜀 = 𝐴1−𝐴2 2 + 𝑘𝑇 𝑒 ln 𝑛01 𝑛02 − 𝐴2−𝐴1 2 + 𝑘𝑇 𝑒 ln 𝑛02 𝑛01 ( 13.42 ) болно. Хэрэв хоёр гагнаас ижилхэн температуртай ( 𝑇𝑎 = 𝑇𝑏 = 𝑇) байвал 𝜀 = 0 байх нь
  • 4. энэ томъёоноос харагдаж байна. Ийнхүү хэд хэдэн металл дамжуулагчдаас тогтсон битүү хэлхээний бүх гагнаасын температур ижил байхад түүнд ц.х.х. үүсэхгүй . гэсэн дүгнэлт гарч байна. Харин гагнаасуудын температур 𝑇𝑎 ба 𝑇𝑏 нь адилгүй (Жишээлбэл𝑇𝑎 > 𝑇𝑏) байх аваас уул битүү хэлхээнд тодорхой ц.х.х. үүсч. Үнэхээр ( 13.42)томъёо ёсоор 𝜀 = 𝑘 𝑒 ln 𝑛01 𝑛02 (𝑇𝑎 − 𝑇𝑏) = 𝛼( 𝑇𝑎 − 𝑇𝑏) (13.43) үүнд , 𝛼 = 𝑘 𝑒 ln 𝑛01 𝑛02 -тухайн хоёр металлын шинж чанарыг тодорхойлогчтогтмол хэмжигдэхүүн. Ингэж хоёр өөр дамжуулагчаас тогтсон битүү хэлхээний гагнаасуудыг өөр өөр температуртай байлгахад хэлхээнд гүйдэл үүсдэгийг 1821 онд Зеебек нээжээ. Энэ үзэгдлийг термоцахилгааны үзэгдэл гэх ба гагнаасуудын температурын ялгаварт шууд пропорциональ ц.х.х. (13.43)-ийг термоцахилгаан хөдөлгөгч хүч ( термо ц.х.х. ) гэнэ. Орчин үед металл дахь термоцахилгааны үзэгдлийг голчлон температур хэмжихэд өргөн хэрэглэж байна. Энэ зорилгоор термоэлемент буюу термохос хэрэглэдэг нь үзүүрүүдийг нь гагнасан хоёр өөр металл буюу хайлшин утас болно. (13.10-р зураг ) Термоелементийн 2 гагнаасыг тогтмол тодорхой Т2 температурт (жишээ нь хайлж байгаа мөстэй Дюарын саванд ) байлган , нөгөө гагнаасыг , температур Т1 –ыг нь хэмжих гэж байгаа орчинд оруулна Өгөгдсөн термоэлементийнкоэффициент 𝛼 −ын утга мэдэгдэж байх ба термо ц.х.х. 𝜀 −г гальванометрийн тусламжтайгаар хэмжсэнээр, Т1 температурыг (13.43) –аас гарах Т1 = 𝜀+𝛼Т2 𝛼 томъёогоор бодно. Термоэлемент ердийн термометрүүдийг бодвол абсолют хуваарийн хэдэн арван градусаас хэдэн мянган градус хүртэл маш өргөн хязгаар дахь температурыг хэмждэг зэрэг олон давуу талтай байна. Термоэлемент маш мэдрэмтгий учир температурын өчүүхэн ( 10-6 градус хүртэл) ялгааг ч хэмжих бололцоо өгнө. Металл термоэлементийн ц.х.х. гагнаасуудын температурын ялгаа 1000 С байхад хэдэн миливольтоос хэтрэхгүй бага байдаг; тийм термоэлементийн а.ү.к. 0,1 % -иас үл хэтрэнэ. Иймд металл термоэлементийг гүйдлийн генератор болгон практикт ашиглах нь эдийн засгийн хувьд тохиромжгүй юм. Харин энэ талаар хагас дамжуулагчийн термоэлементүүд асар их боломжтой байдаг.
  • 5. Термоэлементүүдийг цуваа холбож батарей болговол термо ц.х.х. нь үлэмж нэмэгдэнэ. Тийм хагас дамжуулагч термобатарейг дулааны энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргах зорилгод өргөн хэрэглэж байна. Пельтегийн эффект. 1834 онд Пельте термоцахилгааны урвуу үзэгдлийг нээжээ. Хоёр өөр металлаас тогтсон термоэлементийг гүйдэл үүсгүүртэй холбон хэлхээгээр цахилгаан гүйдэл гүйлгэвэл Жоуль-Ленцийн дулаан ялгарахаас болж металлууд халах ердийн үзэгдэл ажиглагдахын зэрэгцээгээр нэг гагнаас дээр нь нэмэлт дулаан ялгарч , харин нөгөө гагнаас нь дулаан шингээдэг байна. Үүнээс болж термоэлементийн гагнаасуудын температур ялгаатай болдог. Хэрэв цахилгаан гүйдлийн чиглэл нь 𝑇𝑎 > 𝑇𝑏 байх нөхцөлд үүсэх термоцахилгаан гүйдлийн чиглэлтэй давхцаж байвал 𝛼гагнаас халж, b гагнаас хөрнө. Гүйдлийн чиглэлийг эсрэгээр өөрчилбөл b гагнаас хөрж 𝛼 гагнаас хална ( 13.11-р зураг ) энэ үзэгдлийг Пельтегийн эффект гэнэ. Гагнаас дээр ялгарах буюу шингэх дулаан хэмжээгээр тэнцүү байх бөгөөд 𝑄1= nIt (13.44 ) томъёогоор илэрхийлэгдэнэ.Үүнд It= 𝑔–гагнаасаар өнгөрөх цэнэг , n - Пельтегийн коэффициент, 𝑄 𝑛- Пельтегийн дулаан. Пельтегийн үзэгдэл нь хоёр металлын зааг дээр потенциалын ялгавар үүсэхтэй холбоотой юм. а гагнаасын хувьд 1 металл эерэгээр, 2 металл сөрөгөөр цэнэглэгджээ гэж үзье. Тэгвэл, хэрэв 𝑇𝑎 > 𝑇𝑏 байхад үндсэн гүйдэл ба термоцахилгаан гүйдэл чиглэлээр ( 13.11-р зурагт үзүүлсэн шиг ) давхцаж байвал электронууд 𝛼 гагнаасад 1→2 чиглэлд хөдлөх ба залгааны үеийн цахилгаан орон тэдгээрийг тоормослуулан саатуулна. Ингэхэд электронуудын кинетик энергийн зарим хэсэг нь потенциал энерги болон хувирч, электрон хий болон түүний термодинамикийн тэнцвэрт орших кристалл торын температур буурна 𝛼 гагнаас хөрнө. Гагнаас b дээр үүний урвуу үзэгдэл явагдана. Энэ гагнаасад 2 → 1 чиглэлд хөдлөж байгаа электронууд залгааны үеийн цахилгаан орноор хурдасгагдана. Иймд b гагнаасын температур нэмэгдэнэ Пельтегийн үзэгдлийг хөргөгч машин хийхэд хэрэглэж болно. Тийм хөргөгч агрегатад ажлын бодисын үүргийг электрон хий гүйцэтгэнэ. Гэхдээ металл дахь Пельтегийн эффект дээр үндэслэсэн хөргөгч машины эдийн засгийн үр ашиг маш бага.
  • 6. Харин хагас дамжуулагч хөргөгч байгууламж эдийн засагийн үлэмж их үр ашигтай байна. Температур нь газар бүр харилцан адилгүй, ө.х. температурын градиент бүхий( 𝑑𝑇 𝑑𝐼 ≠ 0)нэг төрлийн дамжуулагчаар гүйдэл гүйлгэвэл Пельтегийн дулаантай адил дулаан ялгардаг байна. Энэ эффектийг Томсон нээж, туршлага дээр ажигласан учир Томсоны үзэгдэлгэж нэрлэдэг юм. 13.11.Термоэлектронэмисс. Вакуумдахь цахилгаан гүйдэл Халсан металл электрон цацруулах үзэгдлийг термоэлектрон эмисс гэнэ. Ямар нэг электрон, энерги нь металлаас электрон гарахын ажил А-аас их байх нөхцөлд л металлынхаа гадаргыг орхин одож болно. Металлын доторх дамжуулахын электроны концентрац маш их бөгөөд электронууд янз бүрийн хурдтай байна. Ердийн температурт гарахын ажлыг гүйцэтгээд металлаас тасран гарч чадах электронууд металлд тийм олон биш байна. Металлаас гарахад нь зайлшгүй шаардагдах нэмэлт энергийг электронуудад өгөх хэд хэдэн арга байх ба түүний нэг нь металлыг халаах явдал Термоэлектрон эмиссийн үзэгдлийг дараах туршлагаар судалж болно. Хоёр электрод ( A- анод, K- катод ) гагнан суулгасан шилэн хоолой авч, доторх хийг нь соруулж вакуум үүсгэнэ. (13.12-р зураг ) Батарей Бх-ээр катодыг тэжээж, халаагч гүйдлийн хүч 𝐼 𝑥-ийг реостат, 𝑅 𝑥– ээр өөрчлөн катодыг янз бүрийн температуртай болтол халаана. Анодын батарей Ба –ийн тусламжтайгаар анод, катод хоёрын хооронд анодын хүчдэл үүсгэж, түүний хэмжээ 𝑈𝑎-ийг потенциометр П-ээр өөрчлөн вольтметр 𝑉𝑎 –аар хэмжье. Халсан катодоос сугаран гарсан электронууд анод, катод хоёрын хооронд үүсэх цахилгаан орны үйлчлэлээр анод руу шилжиж термоэлектрон гүйдэл үүсгэнэ. Тэр гүйдлийг миллиамперметрээр мА- ээр хэмжинэ. Энэ туршлагаас термоэлектрон гүйдэл 𝐼 𝑎 нь анодын хүчдэл 𝑈𝑎, катодын температур болон түүний материалаас хамаардаг болох нь харагдана. Катодын температур тогтмол байхад термоэлектрон гүйдэл анодын хүчдэлээс хамаарах хамаарлыг 13.13 –р зурагт үзүүлжээ.
  • 7. Анадын хүчдэлбага байх үед анодын хүчдэд нэмэгдэхэд Iа гүйдэлд алгуурхан өсөжэхэлж байна. Энэ нь С/.-ийн утга бага байхад катодоос гарсан электронууд цөм анодод хүрч очдоггүйгээр тайлбарлагдана. Нэг хэсэг элекгрон катод ба анодын хооронд электрон үүл үүсгэх ба тэр үүл катодоос шинээр анод руу нисэж буй электроныг саатуулна. Хүчдэл Ua-ийг өсгөх дутам электрон үүл аажмаар сарниж, Iа гүйдэл өснө. Ua=Ux болоход гүйдэл цаашид өсөхөв больж тогтмол болох бөгөод түүнийг ханасан гүйдэл Iа гэнэ. Энэ нь нэгж хугацаацд анод руу хүрч очих элекгроны тоо, мөнхүү хугацаанд катодоос гарах электроны тоотой тэнцүү болдогтой холбоотой юм. Катодын тухайн температурт үүсэххамгийн их гүйдлийг ханасан гүйдэл Iх гэнэ. Ua-ийн утга бага (Ua<<Ux) байхад термоэлектрон гүйдэл анодын хүчдэлээс хэрхэн хамаарах томъеог Богуславский, Ленгмюр нар онолоор гаргасан бөгөөд түүнийг хоёрны гурвын хууль гэдэг: Iа = U a 3/2 (13.45) Үүнд В-электродуудын хэлбэр, тэдгээрийн харилцан байршлаас хамаарах коэффициент. Хэрэв өгөгдсөн температуртай катодоос нэгж хугацаанд гарах бүх электроны тоог N-ээр тэмдэглэвэл ханасан гүйдлийн хүч Iх=Ne болно. Туршлагаас үзвэл катодын температур ихсэхэд хамасан гүйдэл бас өсдөг байна. Металл дахь электронууд квантын статистикт захирагддаг гэж үзвэл ханасан гүйдлийн нягт катодын температураас дараах маягаар хамаарна: J = 𝐵, 𝑇2 𝑒−𝐴/𝑘𝑇 (13.46) Үүнийг Ричардсон-Дёшмены томъёо гэдэг. Энэ томъёоны А-металлаас электрон гарахын ажил, K-Больцманы тогтмол, T-катодын абсолют температур, В -катодын материал ба гадаргын нь төлөвөөс хамаарах эмиссийн тогтмол, е=2.718- натураль логарифмын суурь. (13.46)томъёоноос Абагабайвалэмисс эрчимтэй (Jx их) байх нь илбайна. Иймд их хэмжээний ханасан гүйдэл гаргаж авахын тул гарахын ажил аль болох багатай катод хэрэглэдэг. Энэ зорилтоор катодыг тусгай (бари буюу стронцийн исэл зэрэг) материалаар бүрдэгюм. Катодын ойр бяцхан нүх бүхий анодыг байрлуулан нарийхан багц электрон гарган авч болох ба түүнийг катодын туяа гэж нэрлэдэг Термоэлектрон эмиссийн үзэгдлийг үндэслэн эпектрон цацрагг хоолой, электрон ламп зэргийг хийкэ. Раднотехникт болон янз бүрийн процессыг автоматаар удирдах байгууламжуудад электрон лампууд өргөн хэрэглэгддэг. Электрон лампуудыг хувьсах гүйдлийг шулуутгах, гүйдэл ба хүчдлийг өсгөх болон үл унтрах
  • 8. цахилгаан соронзон хэлбэлзэл гарган авахад хэрэглэж байна. Бусад төрлийн эмиссийн тухай ойлголт. Металл зөвхөн халснаас төдийгүй бас өер бусад үйлчлэлээс болж электрон цацруулж болно. Ө.х. металлаас элекгрон гарахад шаардагзах энергийг янз бүрийн аргаар өгч болно. Уул энергийг чухам ямар аргаар электронд өгөхөөс болж хүйтэн, фотоэлектрон, хоёрдогч эмисс гэж ялгадаг. Хэрэв хоёр металл хавтгайн хооронд маш их потенциалын «ялгавар өгвөл үүсэх цахилгаан орон нь сөрөг хавтсын чөлөөт электронуудыг- суга татан гаргаж болно. Үүнийг хүйтэн эмисс гэж. нэрлэнэ. Хүйтэн эмисс зөвхөн асар хүчтэй (108 В/см - эрэмбийн хүчлэг бүхий) цахилгаан орны үйлчлэлээр л явагддаг. Металлын гадаргыг гэрэлтүүлэхэд тусах гэрлийн энергийн тооцоогоор электронууд гадагш тасран гарах нь бий Үүнийг фогоэпектронэмисс гэнэ. Фотоэлектрон эмиссийн үндсэн зүй тогтлыг бид дараа кьант оптикт үзэхболно. Хэрэв цахилгаан орноор урьдчилан үйлчилж хурдасгасан электроноор металлын гадаргыг бөмбөгдөвөл түүний электрон ялгарна. Энэ үзэглэл хоёрдоп элсктроп эмисс гэж нэрлэгддэг. Хоёрдогч электрон урсгалд гадаргаас ойсон электрон, мөн металлаас сугарч гарсан электроны яль аль нь оролцоно. Хоёрдогч электроны тоо n2 -ыг анхдагч электроны тоо n1 -д харьцуулсан харьцааг хоёрдогч эмиссийн коэффициент гэнэ 𝑛2 𝑛1 = 𝛿 Хагас дамжуулагч ба диэлектрикийн нь металлынхаас их байдаг. Бядгүй электрон гүйдлийг олон дахин өсгөдөг арвижуулагч гэдэг багажид энэ хоёрдогч эмиссийн үзэгдэл ашиглагдана. 13.14-р зурагт элекгрон арвижуулагчийн схемийг дүрсэлжээ. Фотокатод К-аас гарсан электрон хоёрдогч эмиссийн катод К1-д К ба К1-ын хоорондох потенциалынялгавар ???? ээрүржүүлсэнтэй тэнцүү энергитэй болжочно.К1 катодоос сугарах хоёрдогч электроны тоо К-аас гарах электроны тооноос ??? дахин олон байна. Одоо өсөж хүчтэй болсон электрон урсгал гуравдагч катод К2 уруу oчино. Ингэж электрон урсгал өсч арвижих процесс К3 ... *Кn катодууд дээр давтагдана. Иймд сүүлчийн электрод анодоос хангалттай их электрон гүйдэл гарган авч болно.