Вакуумная и плазменная электроника
для специальностей 200307, 200400
Злобина А.Ф.
Кафедра ЭП
Томск-2005

Эмиссионная электроника.

№ 1
Вольфрамовый термокатод имеет эффективную работу выхода θ_эфф=3,52 эВ, температуру катода T_k=2600 К, а D=1. Определить плотность тока термоэмиссии с катода в А/м².
• 1,2*10⁶.

№ 2
Площадь эмиссии катода 100 см², эффективная работа выхода θ_эфф=0,7 эВ, температура катода T_k=40°С, а D=0,97. Ток термоэмиссии:
• 6,25*10^-3 Ампер.

№ 3
Вольфрамовый катод имеет рабочую площадь эмиссии 1 см², рабочую температуру 2700 К, эффективную работу выхода θ_эфф=3,5 эВ, D=0,95. Ток эмиссии:
• 247 Ампер.

№ 4
Температуру катода повысили с 600 К до 1200 К. Эффективная работа выхода катода θ_эфф=1 эВ. Плотность тока термоэмиссии:
• 6,27*10⁴.

№ 5
Плотность тока термоэмиссии 100 А/м² при температуре катода T_k=1100 К. Эффективная работа выхода материала катода, если D=1:
• θ_эфф=1,35 эВ.

№ 6
Площадь катода 0,1 см², температура катода T_k=2500 К, D=0,97, а эффективная работа выхода θ_эфф=2,6 эВ. Ток термоэмиссии с катода:
• 423 А.

№ 7
Температура катода 2000 К, D=1 плотность тока термоэмиссии 2*10⁸ А/м². Эффективная работа выхода:
• θ_эфф=1,74 эВ.

№ 8
Рабочая температура катода T_k=1500 К, эффективная работа выхода θ_эфф=0,7 эВ, D=0,97, а площадь катода S=2 см². Определить ток эмиссии с термокатода:
• 2,18*10⁶ А.

№ 9
Термокатод имеет площадь эмиссии 0,5 см², рабочая температура катода 2000 К, эффективная работа выхода θ_эфф=3,52 ЭВ, D=1. Ток термоэмиссии:
• 3,3 А.

№ 10
Ток эмиссии катода 400 мА, площадь катода 0,1 см², температура катода T_k=1200 К, а D=1. Эффективная работа выхода материала катода:
• θ_эфф=1,82 эВ.

№ 11
На фотокатод с эффективной работой выхода θ_эфф=1 эВ падает монохроматический поток света, под действием которого в вакуум вылетают электроны со скоростью v=600 км/с. Длина волны падающего света:
• 6,14*10^-7 м.

№ 12
Найдите энергию фотона в эВ, если длина волны его λ=0,421 мкм, эффективная работа выхода фотокатода θ_эфф=1,81 эВ. Скорость электронов, выбиваемых фотонами:
• 2,95 эВ; 6,33*10⁵ м/с.

№ 13
Фотокатод облучили монохроматическим потоком света (Ф). Получили ток эмиссии с фотокатода (I_Э). Ток эмиссии с фотокатода, если световой поток уменьшить в 2 раза:
• тоже уменьшится в 2 раза.

№ 14
Электрон двигается в кристалле со скоростью v=2*10⁴ м/с. Квант света с длиной волны λ=1 мкм отдал свою энергию электрону. Электрон покинул кристалл, а скорость его в вакууме v=5*10⁵ м/с. Электрон при выходе из кристалла потерял энергию:
• 0,53 эВ.

№ 15
Электрон, который движется в кристалле со скоростью v=3*10⁵ м/с, получил энергию кванта, покинул кристалл, и в вакууме скорость электрона осталась прежней. Эффективная работа выхода кристалла θ_эфф=0,8 эВ. Длина волны кванта:
• λ=1,55*10^-6 м.

№ 16
Монохроматический поток света падает на фотокатод. Электроны, эмиттированные с фотокатода, имеют энергию 0,05 эВ. Если число фотонов в потоке увеличить в 10 раз:
• энергия электрона не изменится.

№ 17
Фотокатод облучили монохроматическим потоком света Ф = 2 лм. Получили ток эмиссии с фотокатода I_Э=2 мкА. Если величину светового потока увеличили в 5 раз:
• интегральная чувствительность фотокатода не изменится.

№ 18
Электрон получил энергию кванта 1,5 эВ, покинул кристалл и имеет скорость в вакууме v=4*10⁵ м/с. Энергия электрона в вакууме, если энергию кванта увеличили в 2 раза:
• 1,955 эВ.

№ 19
Фотокатод с эффективной работой выхода θ_эфф=1,2 эВ облучается монохроматическим потоком света. При этом электроны покидают кристалл со скоростью v=2,5*10⁵ м/с. Если длину волны кванта (λ) уменьшить в 4 раза, эта скорость станет:
• 1,23*10⁶.

№ 20
Фотокатод с эффективной работой выхода θ_эфф=1 эВ облучается монохроматическим потоком света. При этом электроны покидают фотокатод и имеют скорость v=4*10⁵ м/с. Если длину волны кванта (λ) увеличить в 1,2 раза, эта скорость станет:
• 2,7*10⁵.

№ 21
Динод имеет коэффициент вторичной эмиссии σ=3. На этот электрод падает поток первичных электронов и во внешней цепи электрода протекает ток 2 мА. σ=5. Этот ток станет:
• 4 мА.

№ 22
Диод работает в режиме насыщения. На анод диода падает поток первичных электронов с током I=2 мА, при этом коэффициент вторичной эмиссии σ=2. Ток во внешней цепи анода:
• 2 мА.

№ 23
Диод работает в режиме насыщения. Коэффициент вторичной эмиссии анода σ=2. Ток во внешней цепи анода I_a=6 мА. Ток первичных электронов, падающих на анод:
• 6 мА.

№ 24
Динод имеет коэффициент вторичной эмиссии σ=2. На этот электрод падает поток первичных электронов и во внешней цепи электрода протекает ток I=5 мА. Если σ=0,2, этот ток станет:
• -4 мА.

№ 25 (26)
Электрод - диэлектрик. На него падает ток первичных электронов I_e1=10 мА (1 мА). Коэффициент вторичной эмиссии σ=2 (0,1). Во внешней цепи электрода будет протекать ток:
• 0 мА.

№ 27
Динод имеет коэффициент вторичной эмиссии σ=3, ток первичных электронов составляет I_e1=3 мА.
• ток в цепи электрода 6 мА; ток вторичных электронов 9 мА.

№ 28
Динод имеет коэффициент вторичной эмиссии σ=4, ток первичных электронов составляет I_e1=1 мА.
• ток вторичных электронов I_e2=4 мА; ток во внешней цепи 3 мА.

№ 29
Привели в контакт два металла. Эффективная работа выхода одного θ_эфф1=3,52 эВ, другого - θ_эфф2=2 эВ. Величина контактной разности потенциалов:
• 1,52 эВ.

№ 30
Привели в контакт два полупроводника. Между ними установилась контактная разность потенциалов U_KH=0,5 эВ. Эффективная работа выхода одного полупроводника составляет θ_эфф=0,9 эВ. Эффективная работа выхода второго полупроводника:
• 1,4 эВ.

№ 31
Температура катода T_k=2700 К, эффективная работа выхода θ_эфф=3,5 эВ, D=0,95, напряженность электрического поля у поверхности катода составляет E=10⁵ В/м. Плотность тока термоэмиссии:
• 2,52*10⁶ А/м².

№ 32
Если между плоским катодом и анодом приложено напряжение U_a=50 кВ, расстояние между электродами d_aк=0,5 см, эффективная работа выхода у поверхности катода:
• θ_эфф=1,2 эВ.

№ 33
Термокатод имеет эффективную работу выхода θ_эфф=2 эВ, D=1, температура катода T_k=1200 К. При приложении электрического поля между катодом и анодом получили плотность тока эмиссии с катода 70 A/cм². Электрический ток:
• 1,56*10⁸ В/м.

№ 34
Автоэлектронная эмиссия с катода, если эффективная работа выхода θ_эфф=0,6 эВ, наблюдается при напряженности электрического поля:
• 2,5*10⁸ В/м.

№ 35
При напряженности электрического поля у поверхности катода E=10⁶ В/м наблюдается автоэлектронная эмиссия. Эффективная работа выхода материала:
• 0,038 эВ.

№ 36
Термокатод имеет эффективную работу выхода θ_эфф=2,6 эВ, D=0,97, температура катода T_k=2500 К. Приложение электрического поля вызывает возрастание плотности тока на 20%. Электрическое поле:
• 1,1*10⁶ В/м.

№ 37
Если напряженность поля у поверхности катода равна 1,2*10⁷ В/м, эффективная работа выхода электронов должна измениться на:
• 0,131 электрон-вольт.

№ 38
Чтобы плотность тока термоэмиссии при температуре катода 2000°С увеличилась на 15%, эффективная работа выхода катода должна измениться на:
• 0,024 электрон-вольт.

№ 39
Термокатод при температуре T_k=1600 К, электронной работой выхода θ_эфф=3,5 эВ обеспечивает плотность тока 95 А/см². Величина электрического поля у поверхности катода (D=1):
• 14,24*10⁷ В/м.

№ 40
Термокатод при температуре T_k=1600 К, электронной работой выхода θ_эфф=2,2 эВ обеспечивает плотность тока 95 А/м², D=1. Электрическое поле у поверхности катода изменило эффективную работу выхода в:
• 0,133 эВ.

№ 41
Полное сечение ионизации электрона, движущегося в газе, если средняя длина пробега его λ_ei=5*10^-2 м:
• 20 1/м .

№ 42
Средняя длина свободного пробега электрона в газе λ_e=5*10^-3 м, потенциал ионизации газа U_i=19 В. Начальную скорость электрона принять равной нулю. Минимальная напряженность электрического поля, при которой электрон сможет ионизировать атом газа:
• 3800 В/м.

№ 43
Потенциал ионизации газа U_i=28 В. На газовый промежуток приложено электрическое поле напряженностью 2*10² В/м. Средняя длина свободного пробега электрона, на которой он наберет энергию, соответствующую потенциалу ионизации:
• 0,14 м.

№ 44
Полное сечение ионизации электрона, движущегося в газе Q_i=10³ 1/м. Средняя длина свободного пробега:
• 0,001 м.

№ 45
Если расстояние между катодом и анодом d_aк=4 см, напряжение на аноде U_a=240 В, а потенциал ионизации газа U_i=18 В, средняя длина свободного пробега электрона, при которой он сможет ионизировать атом:
• 0,003 м.

№ 46
Потенциал ионизации газа U_i=19 В, средняя длина свободного пробега электрона λ_ei=5*10^-3 м, расстояние катод - анод d_aк=1 см. Напряжение на аноде, при котором будет наблюдаться ионизация газа:
• 38 В.

№ 47
Минимальная скорость, необходимая для того, чтобы ионизировать атом неона, если потенциал ионизации его U_i=12,5 B:
• 2,1*10⁶ м/с.

№ 48
Чтобы приобрести скорость 2,1*10⁶ м/с, электрон в поле с напряженностью 100 В/см должен пройти расстояние:
• 1,25*10^-3 м.

№ 49
Электрон движется в газе. Напряжение на аноде диода U_a=100 В, расстояние между катодом и анодом d_aк=4 см, потенциал ионизации U_i=20 В. Электрон в электрическом поле, чтобы ионизировать атом, должен пройти расстояние:
• 0,008 м.

№ 50
В вакуумном диоде эффективная работа выхода материала катода θ_эфф=1,2 эВ, а материала анода θ_эфф=3,2 эВ. Контактная разность потенциалов:
• 2 эВ.