• Добро пожаловать, Гость
news Новости: Лучший просмотр форума при разрешении 2560 х 1440 пиксель.

            Волосатов В. И. "Физические основы вихревой энергетики".
http://shop.influx.ru/Volosatov-PHizicheskie-osnovy-vihrevoj-jenergetiki-CHast-Predpolagaemye-nauchnye-otkrytija-p-1644.html

https://www.001-lab.com/001lab/index.php  входить лучше через https


news

Автор Тема: Демон Максвелла на кончике иглы или автоэлектронная эмиссия  (Прочитано 16240 раз)

0 Пользователей и 1 Гость смотрят эту тему.

Оффлайнzaq

  • Лаборант
  • *
  • Сообщений: 903
  • 001zaq@gmail.com
  •  
Многих интересовал вопрос – «Сколько ангелов поместится на конце иглы?», но так ответа и нет, так может, их там просто нет, а раз нет ангелов, то есть демоны…  ;)  :) Например, демон Максвелла :)

Решил вот начать данную ветку с целью разобраться с данным явлением, для начала несколько цитат с форума, в которых затрагивался данный вопрос:


Цитировать
Под электронной эмиссией понимается испускание электронов из твердого тела или какой-либо другой среды.

Среди эмиссионных явлений автоэмиссия занимает особое место, так как это чисто квантовый эффект, при котором для высвобождения электронов из катода не требуется затрат энергии на сам эмиссионный акт в отличие от термо-, фото- и вторичной эмиссии.

Для того чтобы электрон мог покинуть поверхность катода, согласно представлениям классической физики его энергия обязательно должна быть больше, чем высота потенциального барьера.

Однако есть физические ситуации, в которых электрон может освободиться не перепрыгивая через барьер, а проходя сквозь него. Это возможно в том случае, когда барьер на границе очень тонкий. Такой очень тонкий барьер может быть создан сильным электрическим полем. Процесс просачивания электрона сквозь потенциальный барьер называется туннельным эффектом. Именно в результате этого туннельного эффекта и осуществляется автоэлектронная эмиссия.

Теория Фаулера-Нордгейма прекрасно объяснила экспериментальные факты. Она полностью подтвердила экспоненциальную зависимость эмиссионного тока от поля. Из нее также следует возможность получения гигантских плотностей тока, в миллионы раз превышающих плотности тока, которые могли бы быть получены любым другим традиционным способом - в результате термо-, фото- и других видов эмиссии.

Из теории вытекает, что автоэмиссия должна наблюдаться также при низких температурах вплоть до температур, близких к абсолютному нулю. Все эти свойства автоэмиссии были подтверждены экспериментально. Процесс автоэмиссии оказался практически безынерционным.
...
Следствием квантово-механической природы процесса автоэмиссии является возможность получения громадных плотностей тока. В частности, это связано с тем, что туннельный механизм высвобождения электронов из твердого тела не требует энергетических затрат на эмиссионный акт и исключает, таким образом, необходимость внешнего воздействия на материал катода, то есть его нагрева, бомбардировки, интенсивного облучения и т.п.

Для металлов при концентрации электронов в зоне проводимости 10^22-10^23 см^-3 поток электронов, падающих на границу раздела металл-вакуум, способен в принципе обеспечить плотность тока более 10^11 А/см2.

вспомню лишь школьную физику. Она гласит, что при ускорении электрона в поле, работу совершает поле Поэтому, даже если образовалась лавина электронов, поле совершает работу по их ускорению
А как же туннельный эффект, например, при автоэлектронной эмиссии?
Туннельный эффект при автоэлектронной эмиссии наблюдается при мощном внешнем поле (которое нужно создать, а, следовательно, потратиться). При этом работу опять же совершает поле. Электроны всё так же отбирают энергию поля. И снова выходим "в ноль".
Да, при внешнем поле, но не за счет энергии поля, а за счет собственной, т.е. отбирая энергию у катода в виде тепла – катод охлаждается. Так как начинает течь не хилый (по сравнению с термоэлектронной-эмиссией) ток, то идет нагрев, т.е. все стабилизируется.
А вот, вроде, и опыт не хитрый.   
Я сам не очень-то понимаю в этом, поэтому с удовольствием принял бы понятную информацию, по данному вопросу.


Да, при внешнем поле, но не за счет энергии поля, а за счет собственной, т.е. отбирая энергию у катода в виде тепла – катод охлаждается. Так как начинает течь не хилый (по сравнению с термоэлектронной-эмиссией) ток, то идет нагрев, т.е. все стабилизируется.
Отбор энергии от катода - это отбор энергии от источника питания, нагревающего этот самый катод.
Термоэлектронная эмиссия - выход электронов из металла за счет приобретения ими тепловой энергии бОльшей, чем  "работа выхода". (р.в. - энергия, необходимая для преодоления электроном сил, не дающих ему покинуть кусок металла.)
 Если эта энергия ОТДАЕТСЯ электронам (совершается работа выхода) - катод остывает.

 Если поднимать температуру катода, действительно ток в лампе начнет увеличиваться (при прочих равных условиях), и увеличиваться будет до тех пор, пока не установится баланс энергий - потребляемой от накального источника, и  уносимой бОльшим количеством выходящих из катода электронов (бОльшей работой выхода)
 Опыт по приведенной ссылке только подтверждает выше написанное: тепловая энергия, подводимая к игле ИЗВНЕ, благополучно отбирается электронами (совершается работа выхода), которые затем полем разности потенциалов ВВ и окружающих предметов в разряде (дуге) удаляются от иглы, освобождая место вокруг иглы  для выхода новых электронов.
 Если же искры (разряда, дуги) не будет, электронное облако из вышедших электронов (объемный заряд) будет препятствовать выходу новых электронов. Тепло на этот выход перестает затрачиваться, иголка перегревается внешним источником энергии (тепла), припой плавится, игла падает.

Отбор энергии от катода - это отбор энергии от источника питания, нагревающего этот самый катод.
А почему бы не за счет внешнего тепла, электрону то не по барабану ли, что даст ему эту энергию?
Термоэлектронная эмиссия - выход электронов из металла за счет приобретения ими тепловой энергии бОльшей, чем  "работа выхода". (р.в. - энергия, необходимая для преодоления электроном сил, не дающих ему покинуть кусок металла.)
 Если эта энергия ОТДАЕТСЯ электронам (совершается работа выхода) - катод остывает.
Я же не про термоэлектронную эмиссию – почувствуйте разницу -
Цитировать
Среди эмиссионных явлений автоэмиссия занимает особое место, так как это чисто квантовый эффект, при котором для высвобождения электронов из катода не требуется затрат энергии на сам эмиссионный акт в отличие от термо-, фото- и вторичной эмиссии.
Т.е. как я понимаю есть некий хаос среди электронов одни с большей энергией другие с меньшей, в целом все ровно, но то самый туннельный эффект, как раз и является тем демоном Максвелла, который позволяет электронам с большей энергией покинуть катод и что самое важное за счет своей энергии, а внешний потанциал лишь «дает направление», но не работает.
Да, может я, что-то не догоняю, но описание туннельного эффекта, как раз и утверждает, что работа выхода происходит за счет внутренней энергии…
 Ну и немного картинок:
[ IMAGE NOT SHOWN - GUESTS CANNOT VIEW ATTACHED IMAGES ]
Правда непонятно, почему 25Кв не пробивают такое расстояние.

Ну и почему бы такой схеме не работать?
[ IMAGE NOT SHOWN - GUESTS CANNOT VIEW ATTACHED IMAGES ]
Ведь в ЭЛТ (кинескопе) пучок не сразу на аквадаг летит…

Оффлайнkn Мужской

  • Лаборант
  • *
  • default avatar
  • Сообщений: 36
  • www.001-lab.com
  •  
\А вот, вроде, и опыт не хитрый.  \
Описание опыта пропало....ссылка умерла....что за эксперимент -то был?
Записан