Потенциальная энергия электронов U(x) вне твердого тела и в отсутствие силовый полей.

У движущегося вне тела элекрона полная энергия Е_Н является величиной положительной.

Рис 1. Энергетическая диаграмма состояний электронов

на границе «поверхность твердого тела — вакуум»

Внутри тела электроны в невозбужденном состоянии (Т= 0) занимают низкие энергетические уровни Е_Н0 < 0. Электроны в этих состояниях не могут покинуть тело. Для эмиссии электронов необходимо возбудить электроны, другими словами, сообщить электронам дополнительную энергию ∆Е, значение которой должно быть таковым, чтобы величина Е_Н0 + ∆Е стала положительной. Тогда возможен переход электронов по стрелке I (рис. 1). Этот тип эмиссии называется эмиссией с предварительным возбуждением. Существуют различные методы возбуждения электронов в твердом теле и, соответственно, типы электронной эмиссии:

□ термоэлектронная эмиссия;

□ фотоэлектронная эмиссия;

□ вторичная электронная эмиссия;

□ кинетическая ионно-электронная эмиссия;

□ эмиссия горячих электронов;

□ экзоэлектронная эмиссия.

Возможна также эмиссия электронов без предварительного возбуждения электронов. Это

может быть достигнуто путем снижения потенциального барьера. Внешнее однородное электрическое поле Е способствует снижению этого барьера. На расстоянии х от границы

тела энергия убывает по закону

U(x) = U₀- еЕ∙х,

где U₀ — потенциальная энергия на границе тела.

При наличии силовых полей у поверхности твердого тела энергия электронов может быть

отрицательной и принимать значения Е_Н = Е_во < Е_о. Эти области разделены пространст-

пространственно-потенциальным барьером U(x) > Ев0. Согласно законам квантовой механики возможен переход электронов из тела во внешнее пространство путем туннельного эффекта по стрелке 2 (рис. 1). Эмиссия электронов в этом случае не требует предварительного возбуждения. К этому типу эмиссии относится автоэлектронная эмиссия.

Возможен и комбинированный тип эмиссии, при котором действуют оба механизма.

К этому типу эмиссии относятся:

□ термоавтоэлектронная эмиссия;

□ фотоавтоэмиссия;

□ потенциальная ионно-электронная эмиссия.

Плазмой в физике и химии называют ионизированный, электрически квазинейтральный газ. Плазма считается четвертым (после твердого, жидкого и газообразного) агрегатным состоянием вещества. Слово «ионизированный» означает, что от значительной части атомов или молекул отделен по крайней мере один электрон. Слово «квазинейтральный» означает, что несмотря на наличие свободных зарядов (электронов и ионов) суммарный электрический заряд плазмы равен нулю. Присутствие свободных электрических зарядов делает плазму проводящей средой, что обуславливает ее заметно большее (по сравнению с другими агрегатными состояниями вещества) взаимодействие с магнитным и электрическим полями. Четвертое состояние вещества было открыто У. Круксом в 1879 г. и названо «плазмой» И. Ленгмюром в 1928 г.

«Плазма – это квазинейтральный газ заряженных и нейтральных частиц, который проявляет коллективные свойства»

Ф. Чен