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Lexikon Physik

Glühelektrischer Effekt

Der glühelektrische Effekt (auch Richardson- oder Edison-Effekt) ist das Phänomen, dass eine glühende Metall- oder Halbleiteroberfläche Elektronen emittiert (Glühemission). Mit steigender Temperatur nimmt die mittlere kinetische Energie der Leitungselektronen im erhitzten Körper so weit zu, dass immer mehr von ihnen imstande sind, die Potenzialschwelle an der Oberfläche (Austrittsarbeit) zu überwinden.

Diese Elektronen umgeben den sich durch den Elektronenverlust positiv aufladenden Körper als eine Raumladungswolke, was eine weitere Elektronenemission erschwert. Legt man den Körper aber als Glühkathode in einem Stromkreis einer Anode gegenüber, so werden die Elektronen durch das elektrische Feld abgesaugt, und es kommt zu einem anhaltenden Stromfluss. Die Sättigungsstromdichte j hängt von der absoluten Temperatur T und der Austrittsarbeit W gemäß der Richardson-Gleichung ab:

\(j = A \cdot T^2 \cdot \text e^{-W/kT}\)

(A ist eine Konstante mit typischen Werten von \(10^{-2} \ldots\, 10^2 \text A \cdot \text{cm}^{-2} \cdot \text K^{-2}\), k ist die Boltzmann-Konstante).

Der glühelektrische Effekt wurde früher häufig in Elektronenröhren zur Erzeugung von freien Elektronen genutzt.

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