熱離子發射英文解釋翻譯、熱離子發射的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【醫】 thermionic emission

分詞翻譯：

熱離子的英語翻譯：

thermion
【化】 thermion
【醫】 thermion

發射的英語翻譯：

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

專業解析

熱離子發射（Thermionic Emission）是指金屬或金屬氧化物等材料受熱時，其内部的自由電子因獲得足夠的動能而克服材料表面的勢壘（功函數），逸出材料表面進入周圍空間（通常是真空或稀薄氣體環境）的物理現象。這一效應是電子管（真空管）工作的基礎原理，在電子發射源、能量轉換等領域有重要應用。

核心機制

能量來源與電子逸出：當材料被加熱到足夠高的溫度（通常在1000°C以上）時，材料内部的自由電子熱運動加劇。其中一部分能量高于材料表面勢壘（功函數，Work Function）的電子，能夠克服原子核的束縛和表面勢壘，從材料表面逃逸出去，形成電子發射。發射電子的數量隨溫度升高而急劇增加。
功函數的關鍵作用：功函數（W）是電子從材料内部（費米能級）移動到真空中所需的最小能量。它是材料本身的固有屬性，取決于材料的種類和表面狀态。功函數越低，電子越容易逸出，在相同溫度下發射的電流密度越大。因此，尋找和開發低功函數材料（如塗覆氧化物的鎢或钍鎢）是提高熱離子發射效率的關鍵。

定量描述 - 理查森-杜什曼定律

熱電子發射的電流密度（J，單位面積發射的電流）與溫度（T）和功函數（W）的關系由理查森-杜什曼定律（Richardson-Dushman equation）描述： $$ J = A T e^{-W / kT} $$ 其中：

$J$：發射電流密度（A/m²）
$A$：理查森常數（發射常數），理論值約為120 A cm⁻² K⁻²，實際值因材料表面狀況而異（A/m²K²）
$T$：發射體的絕對溫度（K）
$W$：發射體材料的功函數（eV）
$k$：玻爾茲曼常數（8.617333262145 × 10⁻⁵ eV/K）
$e$：自然對數的底

該公式表明，發射電流密度對溫度極其敏感（指數關系），且強烈依賴于功函數的大小。

主要應用

真空電子器件：是熱陰極電子管（如二極管、三極管、磁控管、速調管、行波管）的核心工作原理。加熱陰極使其發射電子，電子在真空中被電場加速或控制，流向陽極或其他電極，實現整流、放大、振蕩等功能。
電子束源：電子顯微鏡、陰極射線管（CRT顯示）、電子束焊接、蒸發鍍膜等設備中，需要高亮度的電子源，熱離子發射陰極（如鎢絲或LaB₆單晶）是常用選擇。
熱離子能量轉換：理論上可以利用熱離子發射直接将熱能（如核反應堆熱量、太陽能）轉換為電能。高溫發射極（陰極）發射的電子被較低溫度的收集極（陽極）接收，形成電流。雖然效率受限于空間電荷效應和電極材料等因素，但仍是一種有潛力的直接能量轉換方式。

參考資料：

Richardson, O. W. (1928). Thermionic emission and the conduction of electricity through a vacuum. Nobel Lecture. NobelPrize.org (介紹熱離子發射的原始理論基礎與諾貝爾獎工作)
Ashcroft, N. W., & Mermin, N. D. (1976). Solid State Physics. Saunders College. (标準固體物理教材，闡述功函數和熱電子發射的物理基礎)
University of Cambridge, Department of Engineering. Thermionic Emission. Teaching Material (提供熱離子發射原理及理查森定律的教學解釋)
Hatsopoulos, G. N., & Kaye, J. (1958). Measured Thermal Efficiencies of a Diode Configuration of a Thermo Electron Engine. Journal of Applied Physics. IEEE Xplore (讨論熱離子能量轉換的實驗研究)

網絡擴展解釋

熱離子發射（Thermionic Emission）是指金屬或半導體材料表面的電子因獲得足夠熱能而克服表面勢壘，從而脫離材料表面的物理現象。以下是其核心要點：

1.基本定義與原理

當材料被加熱時，内部電子的熱運動動能增加。若動能超過材料的逸出功（即電子脫離表面所需的最低能量），電子會從表面發射到真空中。
這一現象不僅適用于金屬，也存在于半導體中。在金屬-半導體接觸界面，發射所需克服的勢壘由接觸勢壘決定。

2.相關術語與曆史

愛迪生效應：1883年愛迪生發現高溫金屬表面可發射帶電粒子（主要為電子），最初應用于真空管技術，後被稱為熱離子發射的别稱。
熱電子發射：狹義上指電子因熱能逸出，是熱離子發射的主要形式。

3.關鍵條件與影響因素

溫度要求：金屬需加熱至約1000K（730°C）以上，真空中的電子發射才會顯著。
電荷平衡：發射後材料表面會短暫帶正電，若連接外部電源（如電池），電荷會被中和以維持穩定。

4.應用領域

電子器件：早期真空管的核心原理，用于信號放大和整流。
能源與冷卻：熱離子轉換器可将熱能直接轉化為電能，電動系繩技術也利用此效應。
分析化學：熱離子檢測器（如氮磷檢測器）通過堿鹽在火焰中的離解增強信號，用于檢測含氮、磷等元素的有機物。

5.與光電發射的區别

熱離子發射依賴熱能激發電子，而光電發射需特定頻率的光子提供能量。兩者均需克服逸出功，但能量來源不同。

如需進一步了解具體應用或公式推導（如理查德森方程），可參考相關物理或電子工程文獻。