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Concept
Émission thermoionique
Résumé
Une émission thermoïonique (ou émission thermoélectronique) est un flux d'électrons provenant d'un métal ou d'un oxyde métallique, qui est provoqué par les vibrations des atomes dues à l'énergie thermique lorsque ceux-ci parviennent à surmonter les forces électrostatiques. L'effet croît de manière importante avec l'augmentation de la température, mais est toujours présent pour les températures au-dessus du zéro absolu. Les particules chargées étaient appelées « thermions » avant que l'on découvre qu'il s'agissait d'électrons.
Cet effet est rapporté en 1873 par Frederick Guthrie en Grande-Bretagne, alors qu'il effectue un travail sur les objets chargés électriquement. Le professeur Guthrie découvre qu'une sphère de fer chauffée au rouge et chargée négativement perd sa charge. Il découvre aussi que cela ne se produit pas si la sphère possède une charge positive.
Johann Wilhelm Hittorf étudie lui la conductibilité de l’air au voisinage des métaux chauffés au rouge, lorsqu'il constate le même phénomène dans l’action de l’électricité sur les gaz raréfiés. Grâce à l'émission thermoélectrique, il devint possible de créer de façon simple un courant électrique dans un tube où l'on a pratiqué un vide complet : on sait en effet depuis Peltier que les métaux portés à incandescence émettent de l'électricité ; mais tant que l'émission thermoélectronique ne pouvait être mesurée que dans l'air, les résultats ne donnaient rien d'exploitable à cause des difficultés liées à la convection des gaz. L'obtention de faisceaux électroniques non perturbés prend toutefois encore un peu de temps, parce que les métaux chauffés dégagent eux-mêmes des gaz qui dégradent le vide créé dans un tube électronique ; le problème n'est résolu qu'avec l'utilisation d'électrodes en tungstène (1913). Les tubes électroniques connaissent bientôt une multitude d'applications techniques, comme le redressement du courant alternatif, l'amplification de signaux faibles en TSF ou la génération d'ondes porteuses non atténuées dans l'émission radio.
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