Электронная лампа и термос
Каждому радиолюбителю не раз приходилось обжигать руки о баллоны ламп, в особенности оконечных и кенотронов. Эти лампы нагреваются так, что шипят, как утюг, если к ним прикоснуться мокрым пальцем.
Понятно, почему нагреваются катоды. Их нагревает ток накала и дополнительно несколько подогревает анодный ток. Аноды ламп греются в результате электронной бомбардировки (см. здесь).
Но почему же греются баллоны? Правда, внутри баллона находятся раскаленный катод и очень горячий анод, но ведь из пространства, отделяющего их от баллона, выкачан воздух, там нет проводника тепла. Если в термос налить кипяток, то его наружные стенки остаются холодными. Объясняется это тем, что стенки у термоса двойные и из пространства между ними выкачан воздух. Почему же те свойства вакуума, которые содействуют теплоизоляции в термосе, вдруг перестают действовать в электронной лампе?
Нагрев баллонов электронных ламп происходит вследствие того, что катод и анод охлаждаются путем теплоизлучения, т. е. излучения инфракрасных лучей. Через вакуум эти лучи проходят совершенно беспрепятственно, но стекло баллона в значительной степени поглощает их и поэтому нагревается. Таковы свойства стекла: оно прозрачно для видимых световых волн, но много менее прозрачно для более длинных и более коротких волн— инфракрасных и ультрафиолетовых. Металл совсем не прозрачен для инфракрасных лучей, поэтому металлические баллоны нагреваются еще сильнее стеклянных.
Ну, а как же обстоит дело с термосом? В термосе тоже есть нагретое тело (кипяток), есть вакуум и стеклянный баллон. «Противоречия» здесь только кажущиеся. Излучение инфракрасных лучей с повышением температуры резко возрастает (пропорционально пятой степени температуры: t?). Стоградусный кипяток излучает во много раз меньше, чем катод, нагретый до 800°С, или анод, нагревающийся зачастую до нескольких сот градусов. Кроме того, в термосе приняты все меры для уменьшения излучения. Его внутренняя стенка белая, т. е. излучает слабо, тогда как катоды бывают темные, а аноды специально чернят для увеличения излучения. Внутренняя сторона внешней стенки баллона термоса покрыта зеркальным слоем, отражающим излучение содержимого термоса, обратно. Поэтому внешняя стенка термоса почти совсем не нагревается и термос долго сохраняет тепло.