Elektrizität und Magnetismus - Physik-Institut - Universität Zürich

Bei einer Driftkammer wird mit einem zusätzlichen Detektor die Driftzeit der Elektronen
zu einem Kathodendraht gemessen und damit sehr genau (bis 20µ) der Ort des
Teilchens bestimmt (zukünftige Anwendung für die Tomographie).
3.2.6 Leitung in Vakuumröhren
Die Elektrizitätsleitung in Vakuumröhren ist ein Sonderfall der unselbständigen Entladung
im Hochvakuum. In einem Photomultiplier werden Elektronen mit der Photoemission
durch Licht aus der Kathode herausgelöst und erzeugen einen Strom.
I ♠ Röhren mit geheizter Kathode können durch Thermoemission von
✓ ✏ Elektronen Strom leiten. Bei der Thermoemission wächst mit steigender
Temperatur die thermische Energie der Elektronen, so dass
V A
✞ ☎
die rücktreibenden Spiegelkräfte an der Metalloberfläche überwunden
werden können, Elektronen verdampfen.
Die Stromdichte der Glühemission ist gegeben durch
I
Sättigung
J = AT 2 e −W/kT
Richardson-Gleichung
V A k: Boltzmann-Konstante, A = 6.02 · 10 5 A/m 2 K 2 ist nach
der Theorie für alle reinen Metalle gleich.
Die Austrittsarbeit der Elektronen W ist eine Materialkonstante, die meist in Volt angegeben
wird (Energie=eV vgl. Tabelle). Bei genügend hoher Anodenspannung V A erreicht
der Anodenstrom I den durch die Richardson-Gleichung gegebenen Sättigungsstrom.
Der Anodenstrom kann durch den Einbau eines Gitters als
Metall Austrittsarbeit
[V]
dritte Elektrode gesteuert werden (Triode). Am für Elektronen
durchlässigen Gitter liegt die Gitterspannung V
Pt 5.36
G bezüglich der
Kathode. Betrag und Vorzeichen von V
W 4.53
G bestimmen den Anodenstrom.
Bei einer ausreichenden negativen Gitterspannung
Ba 2.52
V
Cs 1.94 G wird der Anodenstrom I = 0, während bei zunehmender
Gitterspannung I bis zur Sättigung zunimmt.
♠ I
✓ ✏
I
V A
✞ ☎
V G
V A groβ
V A klein
V G
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