ನಿರ್ವಾತದಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹ

ತಾಂತ್ರಿಕ ಅರ್ಥದಲ್ಲಿ, ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶವನ್ನು ನಿರ್ವಾತ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಸಾಮಾನ್ಯ ಅನಿಲ ಮಾಧ್ಯಮಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ವಸ್ತುವಿನ ಪ್ರಮಾಣವು ಅತ್ಯಲ್ಪವಾಗಿದೆ. ನಿರ್ವಾತ ಒತ್ತಡವು ವಾಯುಮಂಡಲದ ಒತ್ತಡಕ್ಕಿಂತ ಕನಿಷ್ಠ ಎರಡು ಆರ್ಡರ್‌ಗಳಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ; ಅಂತಹ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ, ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಅದರಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ಉಚಿತ ಶುಲ್ಕ ವಾಹಕಗಳಿಲ್ಲ.

ಆದರೆ ನಮಗೆ ತಿಳಿದಿರುವಂತೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಆಘಾತ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಕ್ರಿಯೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಚಾರ್ಜ್ಡ್ ಕಣಗಳ ಆದೇಶದ ಚಲನೆ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ನಿರ್ವಾತದಲ್ಲಿ, ವ್ಯಾಖ್ಯಾನದಂತೆ, ಸ್ಥಿರವಾದ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಸಾಕಾಗುವಷ್ಟು ಚಾರ್ಜ್ಡ್ ಕಣಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಇಲ್ಲ. ಇದರರ್ಥ ನಿರ್ವಾತದಲ್ಲಿ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ರಚಿಸಲು, ಹೇಗಾದರೂ ಅದಕ್ಕೆ ಚಾರ್ಜ್ಡ್ ಕಣಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸುವುದು ಅವಶ್ಯಕ.

1879 ರಲ್ಲಿ, ಥಾಮಸ್ ಎಡಿಸನ್ ಥರ್ಮಿಯೋನಿಕ್ ವಿಕಿರಣದ ವಿದ್ಯಮಾನವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದರು, ಇದು ಇಂದು ಲೋಹದ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ (ನಕಾರಾತ್ಮಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರ) ಅನ್ನು ಬಿಸಿ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ನಿರ್ವಾತದಲ್ಲಿ ಉಚಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಪಡೆಯುವ ಸಾಬೀತಾದ ಮಾರ್ಗಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ, ಅಂತಹ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಹಾರಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ವಿದ್ಯಮಾನವನ್ನು ಅನೇಕ ನಿರ್ವಾತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ನಿರ್ವಾತ ಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಎರಡು ಲೋಹದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಾತದಲ್ಲಿ ಇರಿಸೋಣ ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು DC ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮೂಲಕ್ಕೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸೋಣ, ನಂತರ ಋಣಾತ್ಮಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವನ್ನು (ಕ್ಯಾಥೋಡ್) ಬಿಸಿಮಾಡಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿ. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಒಳಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಚಲನ ಶಕ್ತಿಯು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ ಪಡೆದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಶಕ್ತಿಯು ಸಂಭಾವ್ಯ ತಡೆಗೋಡೆ (ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಲೋಹದ ಕೆಲಸದ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು) ಜಯಿಸಲು ಸಾಕಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ತಿರುಗಿದರೆ, ಅಂತಹ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳ ನಡುವಿನ ಜಾಗಕ್ಕೆ ತಪ್ಪಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ.

ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳ ನಡುವೆ ಇರುವುದರಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ (ಮೇಲಿನ ಮೂಲದಿಂದ ರಚಿಸಲಾಗಿದೆ), ಈ ಕ್ಷೇತ್ರಕ್ಕೆ ಪ್ರವೇಶಿಸುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಆನೋಡ್ (ಧನಾತ್ಮಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರ) ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ವೇಗವನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಬೇಕು, ಅಂದರೆ, ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕವಾಗಿ, ನಿರ್ವಾತದಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವು ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ.

ಆದರೆ ಇದು ಯಾವಾಗಲೂ ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ, ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣವು ಕ್ಯಾಥೋಡ್ನ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಸಂಭಾವ್ಯ ಪಿಟ್ ಅನ್ನು ಜಯಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾದರೆ ಮಾತ್ರ, ಅದರ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯು ಕ್ಯಾಥೋಡ್ (ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕ್ಲೌಡ್) ಬಳಿ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಚಾರ್ಜ್ನ ಗೋಚರಿಸುವಿಕೆಯ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಕೆಲವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳಿಗೆ ಅವುಗಳ ಸರಾಸರಿ ಚಲನ ಶಕ್ತಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳ ನಡುವಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆ ಇರುತ್ತದೆ, ಇದು ಬಾವಿಯಿಂದ ನಿರ್ಗಮಿಸಲು ಸಾಕಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಅವು ಹಿಂತಿರುಗುತ್ತವೆ, ಮತ್ತು ಕೆಲವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಶಾಂತಗೊಳಿಸುವಷ್ಟು ಅಧಿಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ - ಮುಂದೆ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಿಂದ ವೇಗವನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಹೆಚ್ಚು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಅನ್ನು ಬಿಟ್ಟು ನಿರ್ವಾತದಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತುತ ವಾಹಕಗಳಾಗುತ್ತವೆ.

ಆದ್ದರಿಂದ, ನಿರ್ವಾತದಲ್ಲಿ ನೆಲೆಗೊಂಡಿರುವ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳ ನಡುವಿನ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್, ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಬಳಿ ಇರುವ ಸಂಭಾವ್ಯ ಬಾವಿಯ ಆಳವು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ.ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಥರ್ಮಿಯೋನಿಕ್ ವಿಕಿರಣದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ನಿರ್ವಾತದಲ್ಲಿನ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಲ್ಯಾಂಗ್‌ಮುಯಿರ್ ನಿಯಮ (ಅಮೇರಿಕನ್ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಇರ್ವಿಂಗ್ ಲ್ಯಾಂಗ್‌ಮುಯಿರ್ ಗೌರವಾರ್ಥವಾಗಿ) ಅಥವಾ ಮೂರನೇ ನಿಯಮ ಎಂಬ ಸಂಬಂಧದಿಂದ ಆನೋಡ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ ಎಂದು ಅದು ತಿರುಗುತ್ತದೆ:

ಓಮ್ನ ನಿಯಮಕ್ಕಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿ, ಇಲ್ಲಿ ಸಂಬಂಧವು ರೇಖಾತ್ಮಕವಾಗಿಲ್ಲ. ಅಲ್ಲದೆ, ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳ ನಡುವಿನ ಸಂಭಾವ್ಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ, ಸ್ಯಾಚುರೇಶನ್ ಸಂಭವಿಸುವವರೆಗೆ ನಿರ್ವಾತ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ, ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೋಡದಿಂದ ಎಲ್ಲಾ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಆನೋಡ್ ಅನ್ನು ತಲುಪುವ ಸ್ಥಿತಿ. ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳ ನಡುವಿನ ಸಂಭಾವ್ಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದರಿಂದ ಪ್ರಸ್ತುತದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಳವಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಆರ್

ವಿಭಿನ್ನ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ವಸ್ತುಗಳು ವಿಭಿನ್ನ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ, ಇದು ಸ್ಯಾಚುರೇಶನ್ ಪ್ರವಾಹದಿಂದ ನಿರೂಪಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ.ಸ್ಯಾಚುರೇಶನ್ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ರಿಚರ್ಡ್ಸನ್-ದೇಶಮನ್ ಸೂತ್ರದಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಬಹುದು, ಇದು ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ವಸ್ತುವಿನ ನಿಯತಾಂಕಗಳಿಗೆ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ:

ಇಲ್ಲಿ:

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಅಂಕಿಅಂಶಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಈ ಸೂತ್ರವನ್ನು ಪಡೆದರು.