Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Häfte 34. 21 aug. 1937 - Är termodynamikens andra huvudsats oanfäktbar? av Ragnar Liljeblad
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Teknisk Tidskrift
fermistatistiken förefinnes. Dessa dnbbelskikt, som
bero på den svaga förskjutningen av elektronlagren
i ytskikten, måste också finnas i kontaktytan, där
deras resultant verkar sora en e. m. k., vilken
förhindrar ström, när kontakt göres vid A. Dessa
dnbbelskikt kunna därför icke inverka på fältet i
di-elektrikat. Det är endast de dubbelskikt, sora bildas
av de utskjutna elektronerna omedelbart utanför
resp. ytor och motsvarande positiva beläggning i
själva ytan, och som ej ha någon motsvarighet i
själva kontaktstället som ge sig till känna utåt i
di-elektrikat tack vare den elektricitetsförskjutning de
genom kontakten vid A åstadkomma.
I stället för att med V1 och V2 mena totala
spänningsfallen i resp. dubbelskikt måste jag därför mena
den del därav, som har sitt säte i den yttre delen av
skikten och ger sig tillkänna i den s. k. voltaspän
ningen. Denna voltaspänning är ett experimentellt,
faktum. Man har faktiskt kunnat mäta upp en
spän-ningsgradient, som i ett plant luftgap med relativt
stor area har ett konstant värde från en punkt 10~4
cm utanför den ena ytan till en punkt 10—4 cm
utanför den andra,
Denna spänningsgradient motsvaras av en
potentialskillnad V21. räknad positiv från M2 till Mv
bestämd av ekv.:
F21 = F!-F2.................. (1)
Det är klart, att den elektricitetsmängd, som
genom kontakten vid A går från M„ till Mlt är mycket
liten och icke kan ha något större inflytande.
Avståndet mellan de olika beläggningarna i
dubbelskiktet är nämligen mycket litet. För en viss ändlig
spänningsskillnad blir beläggningen oerhört tät. Har
man åter tämligen stort luftgap vid B, blir
kapaciteten mellan plattorna mycket liten. Jag får därför
en mycket liten elektricitetsmängd, som rör sig från
M2 till Mv och den kan icke nämnvärt märkas
bredvid den oerhört täta beläggningen i dubbelskiktet.
Emellertid är det klart, att om jag kunde föra
över en mycket stor elektricitetsmängd, måste
förhållandet bli annorlunda. Jag kan ju tänka mig, att
jag har en fritt svävande oladdad sfär i rummet, som
har ett elektronlager omedelbart utanför ytan och en
positiv beläggning i ytan. Om jag kunde genom
tillförande av elektroner neutralisera hela den positiva
beläggningen i ytan, komme elektronlagret att explodera
tit i rummet. Med andra ord, en sådan laddning
minskar dubbelskiktets verkan, minskar spänningsfallet.
Motsvarande brist på elektroner i ytan av M„ har
däremot intet vidare inflytande. Elektronlagret
utanför ytan drages närmare ytan, men någon större
skillnad kan det därvidlag icke bli fråga om.
Om man emellertid för ytorna av My och M2
mycket nära varandra på ett avstånd av 10—3 à 10~4 cm,
blir förhållandet annorlunda. Det förefinnes ju en
viss bestämd spänning mellan de båda kropparna,
och för jag dem mycket nära varandra, får jag ett
mycket starkt fält. Man kan också säga, att
kapaciteten blir mycket stor. Den elektricitetsförskjutning
genom A, som uppstår, om luftgapet är mycket litet,
blir mycket stor. Den blir visst icke försvinnande
gentemot dubbelskiktsbeläggningen. Den minskar
avsevärt V1, under det att den obetydligt inverkar på
V2. Vad blir då följden? Jo, följden måste bli den,
att eftersom jag har ett starkt spänningsfall, måste
jag få en ström, Elektroner från dubbelskiktet
utanför Mt måste gå över och falla igenom dubbelskiktet
utanför U2 in i M„, där de stanna,
Vad blir då sluttillståndet? Det är klart, att denna
ström icke kan fortsätta med full styrka hur länge
som helst. 1 det triviala fall, att ytorna ligga så
nära varandra, att det uppstår direkt kontakt,
förstöras dubbelskikten, förhållandena vid B bli av
samma karaktär som vid A och någon ström kan ej
cirkulera i kretsen. Om jag däremot antar, att jag har
ett visst, visserligen litet men dock ändligt luftgap,
måste förhållandena bli annorlunda, Jag vet ju. att
vid ett större luftgap äro dubbelskikten fullt
utvecklade motsvarande den uppmätta Voltaspänningen.
När jag allt mer och mer minskar avståndet, kunna
dubbelskikten icke försvinna på en gång utan de
måste finnas kvar helt eller delvis. En nära till
hands liggande tanke är väl den, att sluttillståndet
blir, att så många elektroner ha. givit sig i väg från
dubbelskiktet utanför Mv att V1 sjunker till ett värde
Vlx — V2. Jag får alltså intet spänningsfall längre
i luftgapet, varmed det är slut med strömmen.
Det är emellertid klart, att det slutliga
jämviktstillståndet icke kan bli i överensstämmelse härmed.
När strömmen tagit slut, är det ingenting som hind
rar, att jag kan bryta kontakten vid A utan att på
något sätt förändra systemets tillstånd,
Förhållandet blir då praktiskt taget detsamma som innan jag
slöt denna kontakt. Dubbelskiktet vid M1 måste
börja bygga upp sig på nytt genom utsändande av
elektroner från Mr Är det emellertid så, att
dubbelskiktet börjar bygga upp sig, sedan jag brutit
kontakten. måste detta också ske, om kontakten alltjämt
hålles sluten.
Verkliga förhållandet, är, att, V1 aldrig minskar ned
till värdet av F,, utan en potentialdifferens
kvarstår, som orsakar att en liten ström kontinuerligt,
flyter genom kretsen. Jämvikt äger rum, när den
ström som flyter genom kretsen motsvarar den
elektricitetsmängd, vilken i form av elektroner emitteras
per sekund från M, för att, mata elektronlagret
omedelbart utanför Mv Strömstryrkan bestämmes av ekv.
Vi, — Vt = i-R ............... (2)
där R är motståndet i kretsen.
För att, kvantitativt bestämma i fordras ytterligare
en ekvation; den erhålles med användande av
Richardsons formel. Det är kanske tvivelaktigt, om
denna formel är användbar för rumstemperatur,
eftersom den experimentellt endast har prövats vid
höga emissionstemperaturer. På försök skall den
dock användas.
Richardsons formel har erhållits utgående från den
på fermistatistiken grundade hastighetsfördelningen
hos elektronerna inom metallen.
Med kännedom om hastighetsfördelningen kan man
räkna ut hur många elektroner, som per sekund
träffa metallytan inifrån med en viss hastighet. Det,
finns en gränshastighet, som är så stor, att
elektronerna nätt och jämnt kunna tränga igenom
dubbelskiktet och lämna metallen. Integrerar man över
alla elektroner, som ha större hastighet än denna
gränshastighet, får man emissionsströmmen.
Ekvationen ser ut på följande sätt:
14 aug. 1937
349
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
