Conceito de emissão termiônicaA emissão termiônica, também conhecida como emissão térmica de elétrons, é o processo pelo qual os portadores de carga, como elétrons ou íons, movem-se sobre uma superfície ou algum tipo de barreira de energia por indução de calor. Os portadores de carga, naturalmente, restringem a atividade, no entanto, durante a emissão termiônica, a energia térmica é introduzido para os portadores, levando-os a superar essas forças. A razão para esta capacidade do portador de carga em executar essa ação é porque os elétrons e íons são móveis e não ligados às cadeias normais da estrutura atômica que afetam outras partículas. Tradicionalmente, esses portadores de carga eram referidos como “termiônicos”.

Uma propriedade da teoria de emissão térmica de elétrons é que a região de emissão é sustentada com uma carga oposta à original, mas iguais em termos de magnitude. Isto significa que a localização do portador de carga antes da emissão irá gerar uma carga positiva no caso dos elétrons. No entanto, isso pode ser alterado usando uma bateria.

Historicamente, o principal exemplo de emissão termiônica é utilizado no efeito Edison. Os elétrons são emitidos a partir de um cátodo de metal aquecido, que usa um dispositivo polarizado eletricamente para fazer com que a corrente elétrica flua para fora em um tubo de vácuo. Isso permite que um dispositivo consiga manter o controle sobre o movimento dos elétrons, ampliando ou modificando o sinal elétrico.

Emissão térmica de elétronsA emissão termiônica foi primeiramente relatada por Frederick Guthrie, em 1863. Ele identificou uma alteração na carga positiva de uma esfera de ferro altamente aquecida, o que não ocorreria se o objeto fosse carregado negativamente. No entanto, em 1880 esta ciência foi prontamente aproveitada por Thomas Edison. Ao trabalhar com lâmpadas incandescentes, ele notou que áreas específicas permaneceram às escuras. Isso lhe permitiu identificar o fluxo de elétrons devido ao calor, resultando na criação do diodo.

A Lei de Richardson descreve o motivo pelo qual os elétrons são capazes de fluir desta maneira. Especificamente, os metais contêm dois elétrons na estrutura atômica que são capazes de passar de um átomo para outro átomo. Em 1928, o cientista Owen Willans Richardson, um físico britânico, descobriu que alguns elétrons foram capazes de deixar o átomo sem retorno. Este processo requer uma determinada quantidade de energia, dependendo do metal.