实验和理论　证实:影响灯丝发射电流密度的主要参量是灯丝温度和灯丝物质的遍出功。灯丝温　度愈高,发射电流密度愈大;金属的逸出功愈小,发射的电流密度亦愈大。因此理　想的纯金属热电子发射体应该是具有较小的逸出功而有较高的熔点,使得工作温度　得以提高,以期获得较大的发射电流。目前应用最广泛的纯金属阴极是钨,个别的　亦有银鉭等金属。　1.电子的逸出功　根据固体物理中金属的电子论,金属中的传导电子具有一定的能量。但是它们　处于简并情况,　单个原子中的每一能级分裂为许多很靠近的能级,　犹如一连续的带,　称之为“能带”　。现代电子论认为金属中电子能量分配不是按照麦克斯韦(Maxwell)　分布,而是按费密一狄喇克(Felmi-Dirac)统计公式分布的。　图1绝对零度时其能量分布曲线　图2电子的能量分布曲线　即11)2(4)(21233\uf02b\uf02d\uf03d\uf03dkT　W　W　e　w　m　h　dW　dN　W　f　i　\uf070　(1)　在绝对零度时其能量分布曲线如图　33-2　中曲线(1)所示,此时电子具有最大的动　能为　Wi(称为费密能级)　。当温度升高时。　(例如　1500K)　,电子的能量分布曲线如　图33-2　中(2)所示。其中能量较大的少数电子具有比　Wi　更高的能量,而且具有　这样能量的电子数随能量的增加而指数递减。　图3电子的逸出功　在通常温度下,金属中为什么几乎没有电子从其表面挣脱出来呢?　这是由于金　属表面存在一个厚约　10　--10　米左右的电子一正电荷的偶电层,阻碍电子从金属表面　逸出。　也就是说金属表面与外界之间有位能壁垒　a　W　。　电子要从金属中逸出至少具　有动能　a　W　,即必须克服偶电层的阻力作功　(如图　3)　。这个功就叫做电子的逸出功,以W。表示之,显然,　\uf06a　e　W　W　W　i　a　\uf03d　\uf02d　\uf03d　0　W。的常用单位为电子伏特(eV)它表征要使处于绝对零度下的金属中具有最　大能量的电子逸出金属表面所需要给予的能量。\uf06a　称为逸出电位,其数值等于以电　子伏特表示的电子逸出功,单位为伏特。　2.热电子发射:　(1)里查逊一杜斯曼公式　根据费密一狄喇克的能量分布公式　(1)　可以导出热电子发射的里查逊一杜斯曼　(RIChardson~Dllshman)公式(推导见附录)　:　kT　e　s　e　AST　I　\uf06a　\uf02d　\uf03d　2　(2)　式中:　Is——热电子发射的电流强度(单位:安培)　S—