Справочник по физике для инженеров и студентов - Яворский Б.М.
ISBN 5-488-00330-4
Скачать (прямая ссылка):
где D — средняя прозрачность потенциального барьера на границе металл—вакуум для электронных волн.
С = 471 т?-— = 1,2 ¦ IO6 А/(м2 ¦ К2) — эмиссионная посто-ft 3
янная, k — постоянная Больцмана, h — постоянная Планка и А — работа выхода электрона из металла.
4°. Автоэлектронной эмиссией называют вырывание электронов из металла внешним электрическим полем. Этот эффект может происходить при комнатных температурах, причем температура металла в процессе холодной эмиссии практически не изменяется. Холод-
IV 5.4. ЭМИССИОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ В МЕТАЛЛАХ
449
ная эмиссия объясняется туннельным эффектом — прохождением электронов любой скорости сквозь потенциальный барьер на границе металла. Вероятность просачивания электронов сквозь потенциальный барьер, а следовательно, и плотность тока j холодной эмиссии зависят от напряженности E внешнего электрического поля:
Ф = А/е, А — работа выхода электрона из металла.
'5°. Явление фотоэлектронной эмиссии состоит в вырывании электронов с поверхности тел (главным образом металлов), помещенных в вакууме или газе, под действием света.
6?. Если поверхность металла в вакууме бомбардируется электронами, то наблюдается встречный поток электронов от поверхности. Это явление называют вторичной электронной эмиссией. Помимо отражения электронов от поверхности происходит их вырывание из металла. Наибольшая эмиссия вторичных электронов наблюдается при энергиях первичных электронов в несколько сотен эВ. Вторичная эмиссия характеризуется коэффициентом вторичной эмиссии 5, равным отношению суммы числа отраженных и эмиттированных электронов к числу первичных. Типичный вид зависимости 5 от энергии первичных электронов W приведен на риє. IV.5.6. Для большинства обезгаженных металлов при нормальном падении электронов на поверхность 5макс не превышает 2. При наличии адсорбированного газа 5 увеличивается до 3. Вторичная электронная эмиссия применяется в электронных умножителях, служащих для многократного усиления слабых электронных токов.
где
400 800 1200 w> эВ
Рис. IV.5.6
И іак 2940
450 IV.6. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Глава 6
МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА
1. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ. ЗАКОН АМПЕРА
Iе. Магнитным полем называют одну из форм проявления электромагнитного поля, особенностью которой является то, что это поле действует только на движущиеся частицы и тела, обладающие электрическим зарядом, а также на намагниченные тела независимо от состояния их движения.
Магнитное поле создается проводниками с током, движущимися электрически заряженными частицами и телами, намагниченными телами, а также переменным электрическим полем (токами смещения).
2°. Силовой характеристикой магнитного поля служит вектор магнитной индукции В. Он равен пределу отношения силы, действующей со стороны магнитного поля на элемент проводника с электрическим током, к произведению тока и длины элемента проводника, если длина этого элемента стремится к нулю, а элемент так расположен в поле, что этот предел имеет наибольшее значение:
/Vd/
Вектор В направлен перпендикулярно направлению элемента проводника, удовлетворяющему указанному выше условию, и к направлению силы, действующей на этот элемент со стороны магнитного поля, причем из конца вектора В вращение по кратчайшему расстоянию от направления силы к направлению тока в элементе проводника должно быть видно происходящим против часовой стрелки.
3°. Силу, действующую со стороны магнитного поля на проводник с током, называют силой Ампера. Элементарная сила Ампера dF, действующая на малый элемент dl длины проводника, по которому идет электрический ток I, равна
dF = I Al х В = j х В dV,
(6.1)
IV 6.2. ЗАКОН БИО—САВАРА—ЛАПЛАСА
451
где dl — вектор, равный по модулю длине d/ элемента проводника и направленный в ту же сторону, что и вектор j плотности тока в этом элементе проводника, a dF— объем элемента проводника. Соотношение (6.1) называют законом (формулой) Ампера.
Взаимное расположение векторов dF, В и dl показано на рис. IV.6.1. В частности, если dl ± В, то направление силы dF можно найти по правилу левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы вектор магнитной индукции входил в ладонь, а четыре вытянутых пальца указывали бы направление электрического тока, то отставленный большой палец укажет направление силы, действующей со стороны поля на проводник.
4°. Для графического изображения магнитных полей вводится представление о линиях магнитной индукции. Линиями магнитной индукции называют кривые, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора В в этих точках поля. Линии магнитной индукции всегда замкнуты и охватывают проводники с токами, создающими поле. Замкнутость линий индукции является выражением отсутствия в природе свободных магнитных зарядов. Магнитное поле называют однородным, если векторы В во всех его точках одинаковы. В противном случае поле называют неоднородным.
5°. Направление линий индукции магнитного поля тока определяется правилом Максвелла (правилом буравчика): если ввинчивать буравчик по направлению тока в проводнике, то направление движения рукоятки буравчика укажет направление линий магнитной индукции.
