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爱迪生效应

爱迪生效应,是美国著名的科学家托马斯·爱迪生1883年5月13日发现的,但却要从1877年说起。这一年爱迪生发明碳丝电灯之后,应用不久即出现了寿命太短的问题:因为碳丝难耐电火高温,使用不久即告“蒸发”,灯泡的寿命也完结了。爱迪生千方百计设法改进,1883年他忽发奇想:在灯泡内另行封入一根铜线,也许可以阻止碳丝蒸发,延长灯泡寿命。经过反复试验,碳丝虽然蒸发如故,但他却从这次失败的试验中发现了一个稀奇现象,即碳丝加热后,铜线上竟有微弱的电流通过。铜线与碳丝并不联接,哪里来的电流?难道电流会在真空中飞渡不成?在当时,这是一件不可思议的事情,敏感的爱迪生肯定这是一项新的发现,并想到根据这一发现也许可以制成电流计、电压计等实用电器。为此他申请了专利,命名为“爱迪生效应”。

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介绍

爱迪生效应是一种通过热激发发射载流子的方式。这个现象发生的原因是,提供给载流子的热能使它们能够克服束缚位能(在金属材料中,这束缚位能也被称为功函数或逸出功)。通过热发射产生的载流子可能是电子或者离子。发射载流子之後原始区域会产生一个於被发射载流子总和大小相同、极性相反的载流子。不过,如果发射极连接在电池上,则物体上产生的电荷会立即被电池提供的载流子中和掉,最终发射极会达到电平衡,重新回到之前的状态。产生电子的热发射被称为热电子发射。

英国物理学家弗莱明却根据“爱迪生效应”发明了电子管(即二极管)。随后,人们又在弗莱明二极管的基础上制成了三极管,促成了世界上第一座无线电广播电台于1921年在美国匹兹堡市建立,使无线电通讯野火春风般迅速出现在了世界各地。

1883年爱迪生在研制和改进电灯泡时,在加热的灯丝及其附近的防污染金属片间接上电流计,观察到电流计中有电流通过,这种偶然的发现就是所谓爱迪生效应。这个效应是由加热灯丝向周围空间发射出热蒸发电子,从而在灯丝与金属片间形成电流。由于这个效应同后来的电子发现、热电子发射的发现、真空二极管的发明密切相关,因此在科学史上具有重要意义。

当高强度脉冲激光照射不透明材料时,由于材料强烈吸收光而瞬时产生加热、融化、蒸发、溅射,导致材料局部破坏。联想到爱迪生效应,研究了脉冲激光辐照靶所产生抛射物的电性质,在靶前面的邻近区域中观察到空间脉冲电信号。研究这种信号,对于了解激光破坏材料的机理及激光加工技术具有重要意义。

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