1.
En que consiste el efecto termoiónico
Efecto
termoiónico. En los metales existe cierto número de electrones libres, es
decir, electrones que pueden pasar fácilmente de un átomo a otro del metal y
están en continuo movimiento. Normalmente estos electrones permanecen dentro
del metal de que forman parte y no escapan de su superficie, debido a las
fuerzas de atracción electrostática de los núcleos atómicos. A temperaturas
elevadas, la energía cinética de los electrones libres aumenta y muchos superan
la atracción de los núcleos y atraviesan la superficie del metal pasando al
espacio circundante. Este tipo de liberación de electrones de un metal se
conoce con el nombre de "emisión termoiónica" o "efecto
termoiónico". La cantidad de electrones que se des-prende de la superficie
de un metal por emisión termoiónica, depende de la naturaleza de la superficie
emisora y de la temperatura. La mayor parte de los' metales puros emiten
electrones sólo a temperaturas muy elevadas. Sin embargo, si los metales están
recubiertos con una capa de óxido, pueden emitir electrones a temperaturas
relativamente bajas. El "efecto termoiónico" fue descubierto por el
norteamericano Tomás Edison en1883, mientras experimentaba con su lámpara de
incandescencia, por lo que el "efecto termoiónico" se llama también
«efecto Edison". Para la época en que Edison observó el fenómeno, nada se
sabía acerca de los electrones, por lo que este físico no pudo darse cuenta de
la importancia de su descubrimiento. El primero en investigar y encontrar una
aplicación del "efecto termoiónico" fue el científico inglés Fleming
en 1905, quien construyó el diodo o tubo de dos electrodos.
2.
Ley de Richardson
En
cualquier metal, existen uno o dos electrones por átomo que son libres de
moverse de un átomo a otro. A esto se le llama "mar de electrones".
Su velocidad, más que ser uniforme, se modela por una distribución estadística,
y ocasionalmente un electrón tendrá la velocidad suficiente para escapar del
metal, sin ser atraído de regreso. La cantidad mínima de energía necesaria para
que un electrón escape de la superficie se llama función de trabajo. Esta
función de trabajo es característica del material y para la mayoría de los
metales es del orden de varios electronvoltios. Las corrientes termoiónicas
pueden incrementarse o disminuir la función de trabajo. Esta característica,
que es muy deseable, puede lograrse aplicando varios recubrimientos de óxido al
alambre.
En
1901, Owen Willans Richardson publicó los resultados de sus experimentos: la
corriente procedente de un alambre, bajo calentamiento controlado, parecía
depender exponencialmente de la temperatura del alambre, comportamiento que era
modelado por una fórmula matemática similar a la ecuación de Arrhenius.
