Tutoriel sur la théorie de l'émission d'électrons

Concept de base de l'émission d'électrons

Le phénomène d'émission d'électrons de la surface du matériau vers l'environnement en utilisant une énergie externe spécifique est appelé l'émission d'électrons. Comme nous le savons, chaque métal est constitué de ces atomes qui sont reliés en forme de cristal très étroitement les uns aux autres. Tous les électrons sont liés par l'effet de leurs atomes. Les appareils électroniques utilisent des électrons libres pour faire passer le courant à travers lui-même. Les électrons de Valence sont les électrons qui tournent dans leur dernière coquille. Ces électrons sont liés au métal. Il nécessite une énergie externe suffisante pour s'échapper de la surface du matériau. Maintenant, l'énergie externe maximale requise pour que les électrons de surface émettent à partir d'une surface matérielle à 0 c° est appelée travail fonction .

Apprenez à étudier l'émission d'électrons à partir de la surface du corps 

                  L'émission d'électrons peut être obtenue par différentes méthodes externes en fonction de la situation et des différents appareils. La technique la plus courante et la plus simple utilisée pour l'émission d'électrons est l'émission thermionique / émission primaire. Dans cette méthode, l'énergie thermique est appliquée aux électrons de surface du matériau. En absorbant l'énergie thermique, l'énergie cinétique des électrons augmente et la force de retenue des électrons devient de plus en plus faible en raison du changement d'énergie cinétique des électrons. Cette méthode d'émission d'énergie est couramment utilisée appliquée aux métaux lorsqu'ils sont mis sous vide ou dans des gaz inertes. Oubliant l'émetteur thermionique à haut rendement doit être de faible fonction de travail afin qu'il puisse fonctionner à basse température. La deuxième méthode d'émission d'électrons est réalisée par une collision mécanique d'électrons. Lorsqu'une particule mobile (électron primaire) avec une certaine vitesse frappe les électrons de surface d'un matériau, l'électron mobile transfère son énergie à l'électron stationnaire avec la collision physique. Cela augmente en conséquence l'énergie cinétique de l'électron de surface qui a tendance à se déplacer de la surface appelée électron secondaire. L'émission secondaire peut être affectée par certains facteurs tels que l'énergie des électrons primaires, le matériau émetteur, la masse des électrons frappants, le type d'électrons primaires, la surface du matériau cible et l'angle de frappe. Voir les figures ci-dessous respectivement.
Émission d'un électron par la surface métallique 

De même, l'émission d'électrons peut se faire par effet lumineux. Cette méthode est largement utilisée dans les phototubes. Lorsque la lumière est incidente sur un matériau sensible à la lumière (potassium, radium, etc.), ses électrons de surface absorbent l'énergie lumineuse, ce qui augmente l'énergie cinétique d'un électron et commence à émettre au-dessus de la surface. Cette technique particulière d'émission d'électrons est connue sous le nom d'émission photoélectrique. Certains facteurs clés impliquent l'émission photoélectrique qui peut affecter le processus, c'est-à-dire que l'émission photoélectrique démarre et s'arrête directement avec l'incidence de la lumière sur la surface, la fréquence de rayonnement, l'émission de photoélectrons nécessite une fréquence de lumière différente pour différents matériaux et l'énergie cinétique de l'électron émis est indépendante du flux lumineux . La fréquence lumineuse ne doit pas être inférieure à la fréquence seuil. Il existe également une autre technique utilisée pour l'émission d'électrons appelée émission de champ / émission de cathode froide, car nous savons que les électrons sont des particules chargées négativement, donc si nous amenons un champ positif élevé près de la surface d'un matériau, les électrons de surface absorberont cette énergie de l'attraction et les électrons ont tendance à se déplacer de la surface du matériau vers l'environnement. Aussi haut que nous fournissons un champ électrique positif à l'extérieur, l'émission d'électrons sera d'autant plus élevée. Si l'intensité du champ externe monte à 

10 ⁶ v/cm, le taux d'émission d'électrons augmentera énormément. Un autre point à retenir est que l'émission de cathode froide ne dépend pas de la température mais que le potentiel positif appliqué doit être supérieur à une tension de seuil. Tous les processus d'émission d'électrons sont utilisés dans un appareil différent comme les tubes à rayons cathodiques, les rayons X, les types d'équipements médicaux, etc. Après les processus, voir les schémas ci-dessous.