67
Vakuumun elektrik keçiriciliyi. Vakuum (lat:
“vakuus”
boş
)
içərisində heç
bir atom və molekul olmayan mühitdir.
Texnika və tətbiqi fizikada vakuum dedikdə havası olduqca seyrəkləşdirilmiş
mühit (təzyiqi atmosfer təzyiqindən dəfələrlə kiçik olan qaz) nəzərdə tutulur.
Vakuum şəraiti yaradılan qabda (vakuum kamerasında) qaz molekullarının sərbəst yo-
lunun uzunluğu (
molekulun bir toqquşmadan digər toqquşmaya qədərki orta məsafəsi)
qabın ölçülərindən, yaxud mühitdəki elektrodlar arasındakı məsafədən çox böyük olur.
Bu səbəbdən vakuum kamerasında qaz molekulları, demək olar, bir-biri ilə toqquşmur.
Onlar yalnız kameranın divarları və elektrodlarla toqquşur.
Vakuum ideal dielektrikdir (elektrik cərəyanını keçirmir), çünki orada heç bir
sərbəst elektrik yükdaşıyıcısı yoxdur.
Vakuumdan elektrik cərəyanı keçirmək üçün oraya süni yolla sərbəst yüklü zərrəcik-
lər daxil edilməli və həmin mühitdə elektrik sahəsi yaradılmalıdır. Vakuumda sərbəst
yüklü zərrəciklər mənbəyi kimi metallardan istifadə edilir.
Təbiidir ki, sərbəst elektronun metalı tərk edib vakuuma çıx-
ması üçün o, kristal qəfəsin ionları ilə Kulon qarşılıqlı cazibə
qüvvəsinə üstün gəlməlidir
(c)
. Bunun üçünsə elektron həmin
qüvvəyə qarşı iş görməlidir. Görülən bu iş elektronun metaldan
çıxış işi adlanır.
Çıxış işi (
ç
)
elektronun metalı tərk edərək vakuuma
çıxması üçün lazım olan enerjinin minimum qiymətidir. Çıxış işi yalnız metalın növündən
asılıdır. Metalı elə elektron tərk edə bilər ki, onun kinetik enerjisi ilə çıxış işi arasında
2
ç
(1)
münasibəti ödənilsin. Metaldakı sərbəst elektron daim ionlarla qarşılıqlı təsirdə ol-
duğundan onun kinetik enerjisi kiçik olur və metalı tərk edə bilmir. Elektrona əlavə
enerji verilməklə onun metalı tərk etməsinə nail oluna bilər.
Elektronun metalı tərk etməsi elektron emissiyası adlanır.
Metaldakı sərbəst elektronlara əlavə enerji müxtəlif üsullarla verilə bilər; məsə-
lən, metalı yüksək temperatura qədər qızdırmaq və ya metalın səthini güclü işıqla
şüalandırmaq belə üsullardandır.
Məsələ 1. Bildiyiniz məlumatlara əsaslanaraq nöqtələrin yerinə
uyğun açar sözü yazmaqla verilən cümlələri tamam-
layın.
... hadisəsinə əsaslanan ən sadə ... lampası ... elektron lampası və
ya ... . Vakuum diodu havası
10
10
. ü .
... qədər
... şüşə (və ya saxsı) balondur. O, içərisinə daxil edilmiş ... və ...
adlandırılan iki elektrodla təchiz edilmişdir. Katod ... mənbəyinin
... , anod isə ... qütbünə birləşdirilməklə dövrədə ... biristiqamətli
keçiriciliyini təmin edir. Beləliklə, vakuumda ... elektronlardır.
Nəticənin müzakirəsi.
Niyə vakuum lampası birtərəfli elektrik keçiriciliyinə malikdir?
Açar sözlər:
təzyiq;
termoelektron emissiyası;
katod;
vakuum;
elektrik yükdaşıyıcıları;
mənfi;
müsbət;
elektrik cərəyanı;
ikielektrodlu;
sabit cərəyan;
seyrəkləşdirilmiş;
anod;
vakuum diodu.
ARAŞDIRMA
1
Cümlələri tamamlayın.
(c)
LAYİHƏ
68
Metalı yüksək temperatura qədər qızdırdıqda
ondakı sərbəst elektronların kinetik enerjisi artır
və temperaturun müəyyən qiymətində elektronlar
metalı tərk edir
termoelektron emissiyası baş ve-
rir. Vakuum diodunun, elektron-şüa borusunun,
“X şüalanma borusu”nun (rentgen borusu) iş prin-
sipi termoelektron emissiyasına əsaslanır.
Vakuum diodunun volt-amper xarakteristikası
(VAX). Elektron cihazların əsas xarakteristikaların-
dan biri onun VAX-dır. Təcrübi olaraq müəyyən
edilmişdir ki, vakuum diodunun VAX-ı qeyri-xətti-
dir
(d)
. Bunun səbəbi belə izah olunur: katodla
anod arasında yaradılan
gərginliyin müəyyən qiy-
mətində katoddan çıxan bütün elektronlar anoda
çatır. Gərginliyin sonrakı artımına baxmayaraq
diodun qoşulduğu dövrədə cərəyan şiddəti dəyişmir
doyma cərəyanı yaranır.
Doy-
ma cərəyan şiddəti vahid zamanda katodu tərk edən elektronların sayından asılıdır:
=
. (2)
Doyma cərəyan şiddətinin qiyməti katodun temperaturundan asılıdır: katodun
temperaturu artdıqca vahid zamanda emissiya edən elektronların sayı və doyma
cərəyan şiddəti də artır (bax:
d
).
Elektron dəstəsi və onun xassəsi. Vakuum lampasında spiralın qızdırılması ilə
emissiya edən elektronlar katodla anod arasında yaradılan potensiallar fərqinin (gər-
ginliyin) nəticəsində anoda doğru sürətlənir. Bu zaman enerjinin saxlanması qanu-
nuna görə, elektrik sahəsinin elektron üzərində gördüyü iş onun kinetik enerjisinin
artmasına sərf olunur:
2
= (
−
) =
. (3)
Burada
ə
– uyğun olaraq anod və katodun potensiallarıdır.
Vakuum lampasının anodunda deşik açılarsa, elektrik sahəsinin sürətləndirdiyi
elektronların bir hissəsi deşikdən keçərək elektron dəstəsi əmələ gətirir.
Təcrübələr-
dən elektron dəstəsinin xassələri müəyyən edilmişdir:
1) elektron dəstəsi cismin sət-
hinə düşdükdə onu qızdırır; 2) elektron dəstəsi metal səthinə düşdükdə oradan elek-
tron qopara bilir; 3) elektron dəstəsi maddədə tormozlandıqda rentgen şüalanması
baş verir; 4) elektron dəstəsi ilə bəzi maddələr, məsələn, şüşə, sink, kadmium-sulfid
və s. bombardman edildikdə onların işıqlanması baş verir; 5) elektron dəstəsi elek-
trik sahəsində meyil edir; 6) elektron dəstəsi maqnit sahəsində meyil edir.
Rentgen borusu. Vakuum borusundakı katodun qızdırılması nəticəsində elektron-
ların termoelektron emissiyası baş verir. Bu elektronlar anodla katod arasına verilən
onlarca kilovolt gərginlik hesabına yaradılan sahənin təsiri ilə sürətləndirilir. Sürət-
lənmiş elektronlar anodla toqquşduqda onların kəskin tormozlanması və bu zaman
rentgen şüalanması baş verir (
X-ray radiation)
(e)
. Bu şüalanmanı ilk dəfə 1895-ci ildə
0
(d)
LAYİHƏ