Efeito termoiônico: como acontece e para onde vão os elétrons?

11 de abril, 2016 às 16:06 | Postado em Eletricidade, Estrutura da matéria

Prezados colegas,em relação à formação de imagens em um tubo do tipo CRT,como são gerados os “termoelétrons”? E depois de colidirem contra a película no vidro do tubo,o que acontece com os elétrons? O que acontece com o material de onde seriam retirados esses elétrons? Isso parece entrar em conflito com alguns conceitos da Química que tratam os elétrons como partículas materiais.Obrigado

Quando se aquece um metal os seus elétrons ganham energia cinética e alguns deles podem apresentar uma quantidade de energia cinética suficiente para ultrapassar a barreira de potencial existente na superfície do condutor. Vide Pq os elétrons não deixam o cobre?

Este conhecimento remonta ao final do século XIX e permitiu a construção de tubos de raios catódicos (CRT ou TRC), com cátodo quente, naquela época.

Desta forma a origem dos “termoelétrons” é o próprio metal aquecido.

Os elétrons são absorvidos primeiramente pelo vidro, determinando que o vidro se eletrize negativamente. Nos velhos tubos de imagem de aparelhos de TV era possível observar tal eletrização quando aproximávamos da tela os pelos de nossa mão ou braço e eles se eriçavam.

Da mesma forma que um corpo eletrizado por atrito acaba por perder os seus excedentes de carga para o ar, também a carga depositada no vidro do tubo acabava por ser absorvida pelo gás tanto no interior do tubo quanto no exterior.

O metal de onde os elétrons foram originados está conectado a um circuito externo que conduz a corrente elétrica que  o aquece. A matéria em geral, e os metais em particular, são reservatórios de elétrons. Qualquer quantidade de elétrons trocada em processos de eletrização é muitas ordens de grandeza inferior à quantidade de elétrons livres existente nos metais pois em cada milímetro cúbico de metal existe uma carga -10 coulombs associada aos elétrons livres exclusivamente. Ou seja, o próprio cátodo e os condutores externos aos quais ele está ligado, constituem-se em reservatórios imensos de elétrons dos quais saem (são ejetados) os “termoelétrons”.

Finalmente, para fins de entendimento desses processos, o modelo de elétron como uma partícula carregada é adequado.

Sobre o efeito temoiônico vide na Revista Brasileira de Ensino de Física o artigo O Efeito Termoiônico: Uma Nova Proposta Experimental.

“Docendo discimus.” (Sêneca)

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