
熱離子(thermion)是電子工程與物理學領域的重要概念,指受熱激發脫離材料表面形成的帶電粒子,通常特指電子。該現象在真空電子器件中具有關鍵應用價值,其原理由歐文·理查森于1911年提出并因此獲得1928年諾貝爾物理學獎。
核心特征:
發射機制:金屬或半導體材料受熱時,電子獲得足夠動能克服功函數(work function)束縛,形成熱電子發射(Thermionic Emission)。該過程遵循理查森-達什曼公式: $$ J = ATe^{-W/(kT)} $$ 其中$J$為電流密度,$T$為絕對溫度,$W$為材料功函數,$k$為玻爾茲曼常數。
應用場景:構成真空管、X射線管和陰極射線管的核心工作機制,在早期無線電通信和現代粒子加速器中仍發揮重要作用。
現代演進:納米材料與場緻發射技術的結合,推動熱離子轉換器(TIC)在航天器核電池領域的創新應用。
權威參考資料:
“熱離子”(thermion)是一個物理學和電子工程領域的術語,其核心含義指物質在高溫條件下釋放的帶電粒子(如電子或離子)。以下是詳細解釋:
熱離子是物質受熱後通過熱電子發射(thermionic emission)産生的帶電粒子,通常是電子或離子。這種現象常見于高溫金屬或半導體表面,當溫度足夠高時,粒子獲得足夠動能克服表面勢壘逸出。
如需更深入的技術細節(如發射方程或實際應用案例),可參考物理學教材或電子工程文獻。
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