1. Termoelektron emissiyasi hodisasi. Metallar va yarimotkazgichlar uchun termoelektron emissiya tenglamasini statistik usulda keltirib chiqarish

Termoelektron emissiya tenglamasini termodinamik usulda keltirib chiqarish. Termoelektronlarning chiqish ishi.
Reja:
1. Termoelektron emissiyasi hodisasi.
2.Metallar va yarimotkazgichlar uchun termoelektron emissiya tenglamasini statistik usulda keltirib chiqarish.
3.Richardsonning termoelektron emissiya tenglamasi.


1884 yilda T A. Edison termoelektron emissiya hodisasini kashf etdi. Ammo u elektronlar xaqidagi malumotga ega bolmaganligi sababli bu hodisaning tabiatini tushuntirib bera olmadi. Termoelektron emissiya hodisasi qonuniyatlarini angliyalik olim O. U. Richardson organdi.
Zaryadlangan zarrachalarni elektr va magnit maydon bilan tasirlanishiga asoslangan asboblar elektrovakuum asboblar deyiladi. Elektronlar elektr va magnit maydonlari bilan boshqariladi. Elektron asboblarda elektronlar siyraklantirilgan gaz yoki vakuumda harakat qiladi. Tok tashuvchi zaryadlangan zarrachalarni qanday muxitda harakatlanishiga qarab elektron asboblar ikkiga bolinadi: elektrovakuumli va yarim otkazgichli asboblar. Elektrovakuumli asboblarda elektronlar vakuumda harakat qiladi. Lampa katodini qizishi natijasida undan elektronlar ajralib chiqadi. Bu hodisaga termoelektron emissiya deyiladi.
Yoy razryadini V.V.Petrov kashf etgan (1802). Bu gaz razryadi elektrodlar orasida katta tok zichligi va nisbatan kichik kuchlanishlarda (bir necha on voltlarda) hosil boladi.
Termoelektron emissiyasi hodisasi
Metallni qizdirganimizda uning sirtidan elektronlarning uchib chiqishini termoelektron emissiyasi deb ataladi. Ushbu hodisalarni tushuntirishda metall ichidagi turli jarayonlarning ahamiyati uncha katta bo‘lmaganligi uchun, potensial o‘ra modelidan foydalaniladi. Modelda asosan metall chuqurligi W ga teng potensial o‘radan tashkil topgan. Bu energiya manfiy bo‘lganligi uchun metall bilan elektronilar orasida tortishish kuchi mavjud. Е_m elektronlarning maksimal kinetik energiyasi,  - chiqish ishi va d-metallaning uzunligi (1-rasm).

1-rasm. Chiqish ishini tushuntiradigan chizma

Metall qizdirilgan sari issiqliq fluktatsialari natijasida energiya E˃W bo‘lgan elektoronlar soni ortib boradi. Bu elektronlarning bir qismi metall sirtiga uchib chiqadi, bir qismi esa sirtdan orqaga qaytadi. Temperatura oshgan sari metall sirtidan chiquvchi elektronlar soni tobora ortib boradi. Agar metallda tashqi elektr maydon qo‘ysak (bunda manfiy qutbli metallga ulaymiz), metalldan uchib chiqqan elektronlar elektr toki hosil qiladi. Hosil bo‘lgan tok zichligi uchun

(1)
Munosabat o‘rinli bo‘ladi va uni Richardson-Deshman qonuni deb ataladi. Bunda r-elektronlarning metall sirtidan qaytish koeffitsiyenti. . Chiqish ishi  bilan А(1- r) larni ning 1/T ga bog‘liqligini grafigidan tajribada aniqlash mumkin. (2-rasm).

2-rasm. Termoelektron tokining temperatuga bog‘lanishi
Grafikni ordinata o‘qi bilan kesishgan nuqtasi А(1- r) ga teng bo‘ladi. Og‘ish burchagi tangensi esa (-/ ) гa teng. 1-jadvalda ba’zi metallar uchun chiqish ishi va А(1- r) Richardson doimiylarining o‘lcham natijalari keltirilgan.
1-jadval

№	Metall	Chiqish ishi (, eV	А(1- r), ∙10^8
1	Platina	5.3	0.32
2	Volfram	4.5	0.72
3	Molibden	4.4	1.15
4	Tantal	4.1	0.37
5	Kadmiy	3.2	0.60
6	Bariy	2.5	0.25
7	Seziy	1.8	1.60
8	Seziylangan volfram	1.4	0.03

Aniq o‘lchashlarning ko‘rsatishicha, ( temperatura o‘zgarishi bilan biroz o‘zgarar ekan.
Turli kristallografik tekisliklar uchun ham ( ozgina farq qiladi. Bu farqni zonalar nazariyasi asosida tushuntirish mumkin. Xaqiqiy metallarning potensial o‘rasi ko‘rinishi 1-chizmada ko‘rsatilgandek tik va keskin o‘zgaruvchi bo‘lmaydi.
Energiya oshishi bilan dastlab W(х) – chiziqiy ortib boradi va metall sirti yaqinida egrilanadi. Agar metallning sovuq potensial to‘sig‘i pasayadi. (3-rasm, punktir chiziq).

3 –rasm. Elektr maydonda metalldagi elektron
uchun energetik to‘siq kamayishi
Natijada chiqish ishi kichrayadi. Agar tashqi qo‘yilgan maydon kuchlanganligi YE bo‘lsa potensial to‘siq balandligi
(2)
ga teng bo‘lib qoladi. Chiqish ishining ozgina kamayishi ham ko‘p elektronlarning emissiyada qatnashishiga olib keladi. Bu hodisani tashqi elektr maydon ta’siridagi emissiya yoki Shottki emissiyasi deb ataladi. Agar Е ⁓ 10⁸ V/m gacha kuchaytirilsa, potensial to‘siq shu darajada pasayadiki, kup elektronlar bemalol undan o‘tib ketaveradi.
Termoelektron emissiya yetarlicha yuqori temperaturagacha qizdirilgan moddalardan termodinamik muvozanat holatida elektronlarning uchib chiqish hodisasidir.