热离子发射英文解释翻译、热离子发射的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【医】 thermionic emission

分词翻译：

热离子的英语翻译：

thermion
【化】 thermion
【医】 thermion

发射的英语翻译：

launch; discharge; shoot; project; eradiate; let fly; transmit
【医】 emission

专业解析

热离子发射（Thermionic Emission）是指金属或金属氧化物等材料受热时，其内部的自由电子因获得足够的动能而克服材料表面的势垒（功函数），逸出材料表面进入周围空间（通常是真空或稀薄气体环境）的物理现象。这一效应是电子管（真空管）工作的基础原理，在电子发射源、能量转换等领域有重要应用。

核心机制

能量来源与电子逸出：当材料被加热到足够高的温度（通常在1000°C以上）时，材料内部的自由电子热运动加剧。其中一部分能量高于材料表面势垒（功函数，Work Function）的电子，能够克服原子核的束缚和表面势垒，从材料表面逃逸出去，形成电子发射。发射电子的数量随温度升高而急剧增加。
功函数的关键作用：功函数（W）是电子从材料内部（费米能级）移动到真空中所需的最小能量。它是材料本身的固有属性，取决于材料的种类和表面状态。功函数越低，电子越容易逸出，在相同温度下发射的电流密度越大。因此，寻找和开发低功函数材料（如涂覆氧化物的钨或钍钨）是提高热离子发射效率的关键。

定量描述 - 理查森-杜什曼定律

热电子发射的电流密度（J，单位面积发射的电流）与温度（T）和功函数（W）的关系由理查森-杜什曼定律（Richardson-Dushman equation）描述： $$ J = A T e^{-W / kT} $$ 其中：

$J$：发射电流密度（A/m²）
$A$：理查森常数（发射常数），理论值约为120 A cm⁻² K⁻²，实际值因材料表面状况而异（A/m²K²）
$T$：发射体的绝对温度（K）
$W$：发射体材料的功函数（eV）
$k$：玻尔兹曼常数（8.617333262145 × 10⁻⁵ eV/K）
$e$：自然对数的底

该公式表明，发射电流密度对温度极其敏感（指数关系），且强烈依赖于功函数的大小。

主要应用

真空电子器件：是热阴极电子管（如二极管、三极管、磁控管、速调管、行波管）的核心工作原理。加热阴极使其发射电子，电子在真空中被电场加速或控制，流向阳极或其他电极，实现整流、放大、振荡等功能。
电子束源：电子显微镜、阴极射线管（CRT显示）、电子束焊接、蒸发镀膜等设备中，需要高亮度的电子源，热离子发射阴极（如钨丝或LaB₆单晶）是常用选择。
热离子能量转换：理论上可以利用热离子发射直接将热能（如核反应堆热量、太阳能）转换为电能。高温发射极（阴极）发射的电子被较低温度的收集极（阳极）接收，形成电流。虽然效率受限于空间电荷效应和电极材料等因素，但仍是一种有潜力的直接能量转换方式。

参考资料：

Richardson, O. W. (1928). Thermionic emission and the conduction of electricity through a vacuum. Nobel Lecture. NobelPrize.org (介绍热离子发射的原始理论基础与诺贝尔奖工作)
Ashcroft, N. W., & Mermin, N. D. (1976). Solid State Physics. Saunders College. (标准固体物理教材，阐述功函数和热电子发射的物理基础)
University of Cambridge, Department of Engineering. Thermionic Emission. Teaching Material (提供热离子发射原理及理查森定律的教学解释)
Hatsopoulos, G. N., & Kaye, J. (1958). Measured Thermal Efficiencies of a Diode Configuration of a Thermo Electron Engine. Journal of Applied Physics. IEEE Xplore (讨论热离子能量转换的实验研究)

网络扩展解释

热离子发射（Thermionic Emission）是指金属或半导体材料表面的电子因获得足够热能而克服表面势垒，从而脱离材料表面的物理现象。以下是其核心要点：

1.基本定义与原理

当材料被加热时，内部电子的热运动动能增加。若动能超过材料的逸出功（即电子脱离表面所需的最低能量），电子会从表面发射到真空中。
这一现象不仅适用于金属，也存在于半导体中。在金属-半导体接触界面，发射所需克服的势垒由接触势垒决定。

2.相关术语与历史

爱迪生效应：1883年爱迪生发现高温金属表面可发射带电粒子（主要为电子），最初应用于真空管技术，后被称为热离子发射的别称。
热电子发射：狭义上指电子因热能逸出，是热离子发射的主要形式。

3.关键条件与影响因素

温度要求：金属需加热至约1000K（730°C）以上，真空中的电子发射才会显著。
电荷平衡：发射后材料表面会短暂带正电，若连接外部电源（如电池），电荷会被中和以维持稳定。

4.应用领域

电子器件：早期真空管的核心原理，用于信号放大和整流。
能源与冷却：热离子转换器可将热能直接转化为电能，电动系绳技术也利用此效应。
分析化学：热离子检测器（如氮磷检测器）通过碱盐在火焰中的离解增强信号，用于检测含氮、磷等元素的有机物。

5.与光电发射的区别

热离子发射依赖热能激发电子，而光电发射需特定频率的光子提供能量。两者均需克服逸出功，但能量来源不同。

如需进一步了解具体应用或公式推导（如理查德森方程），可参考相关物理或电子工程文献。