Question

Скільки електронів емітує щосекунди з поверхні катоду при струмі насичення 12 мА?

Answer 1

I=q/t
q=It
q=Ne
N=q/e=It/e
N=12*10^-3 * 1 / 1,6*10^-19=7,5*10^16

Answer 2

Для ответа на ваш вопрос, нам нужно знать количество электронов, которое эмитируется с поверхности катода при струме насыщения. Этот процесс известен как электронная эмиссия.

Обычно, электронная эмиссия описывается уравнением Ричардсона-Дашмана:

\[ J = A T^2 e^{-\frac{\Phi}{kT}} \]

где: - \( J \) - плотность электронного тока (А/м²), - \( A \) - постоянная Ричардсона (\( 120 A/(cm^2 K^2) \)), - \( T \) - абсолютная температура (К), - \( \Phi \) - работа выхода из материала (энергия, необходимая для выхода электрона) (эВ), - \( k \) - постоянная Больцмана (\(8.617 × 10^{-5} eV/K\)).

Для насыщенного тока (\( J_{sat} \)), мы предполагаем, что все доступные электроны выходят с катода:

\[ J_{sat} = A T^2 e^{-\frac{\Phi}{kT}} \]

При этом токе насыщения (\( I_{sat} \)) равен интегралу от плотности тока по поверхности катода:

\[ I_{sat} = \int_{S} J_{sat} \, dS \]

где \( S \) - площадь поверхности катода.

Если вам дан струм насыщения (\( I_{sat} \)), то вы можете использовать это уравнение для вычисления плотности тока. Для этого необходимо знать площадь поверхности катода (\( S \)). После этого, чтобы найти количество электронов, вы можете использовать формулу:

\[ Q = I_{sat} \cdot e \]

где \( e \) - элементарный заряд (приблизительно \( 1.602 \times 10^{-19} \) Кл).

Таким образом, с учетом данных о струме насыщения, можно рассчитать количество электронов, эмитируемых с поверхности катода за одну секунду.