thermoélectronique (émission).

thermoélectronique (émission). émission d'électrons par la surface d'un métal chauffé. À la température nécessaire pour porter un métal à l'incandescence, les électrons situés au voisinage de la surface de ce métal acquièrent suffisamment d'énergie cinétique pour pouvoir s'échapper par franchissement de la barrière de potentiel de surface. Si le morceau de métal chauffé est isolé électriquement, ce départ d'électrons lui fait acquérir une charge positive superficielle qui engendre un champ électrique. Celui-ci s'oppose au départ de nouveaux électrons, et il maintient dans son voisinage les électrons qui se sont échappés, lesquels forment une couche négative appelée « charge d'espace » qui s'oppose au départ d'autres électrons. Le processus d'émission s'interrompt spontanément. L'émission thermoélectronique entretenue s'obtient en reliant le métal chauffé au pôle négatif d'un générateur, le pôle positif étant relié à une autre pièce métallique mise en regard de la première. Si l'on enferme l'ensemble dans une enceinte où l'on fait le vide, on constate qu'un courant circule de l'électrode froide, appelée anode, vers l'électrode chaude, appelée cathode. Ce courant provient des électrons émis par la cathode, qui sont en permanence remplacés par ceux qui proviennent du générateur. Accélérés par le champ électrique qui règne entre anode et cathode, les électrons s'éloignent de celle-ci, ce qui annule la charge d'espace. Le processus d'émission thermoélectronique peut donc se poursuivre indéfiniment. L'intensité du courant est proportionnelle à la différence de potentiel appliqué, jusqu'à une valeur de saturation qui elle-même dépend de la température de la cathode. Seule l'électrode chauffée peut émettre des électrons. Le courant ne peut donc circuler que dans le sens de l'électrode non chauffée vers l'électrode chauffée. Si l'on inverse la polarisation des deux électrodes, aucun courant ne circule : on a donc réalisé une diode. L'existence d'un courant électronique entre une cathode chauffée et une anode permet la réalisation des tubes électroniques, aujourd'hui universellement remplacés par des dispositifs à semi-conducteurs, sauf pour certaines applications comme les tubes cathodiques des téléviseurs et des ordinateurs. Dans ces tubes électroniques, la cathode, formée d'un tube contenant un filament, est chauffée par effet Joule, et des grilles portées à des potentiels variés sont interposées entre la cathode et l'anode, ce qui permet de contrôler le courant indépendamment du potentiel de cathode. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats atome - Les électrons - Émission de rayonnement et spectroscopie électron Richardson (sir Owen Willans)