Куда деваются электроны. Часть I.
Электроны, движущиеся в проводнике и образующие своим движением электрический ток, имеют (см. “Скорость движения электронов”) очень небольшую среднюю скорость. При таких напряжениях, какие применяются в радиоаппаратуре, скорость движения электронов измеряется миллиметрами в секунду. Столь малая скорость объясняется трудностями, какие электроны, естественно, встречают при своем Движении в толще проводника, заполненной неисчислимым количеством молекул.
Зато в вакууме электронной лампы — в пространстве между ее катодом и анодом — электронам открывается свободный путь. В современных радиолампах разрежение достигает такой степени, что свободный пробег (пробег без встречи с молекулами газа) составляет несколько километров (см. здесь). Лишь очень немногие электроны встречаются здесь с молекулами газа, подавляющее же большинство их беспрепятственно достигает анода лампы (например, при длине свободного пробега 5 км и расстоянии от катода до анода радиолампы 5 мм лишь один электрон из миллиона может встретиться с молекулой газа). Поэтому скорость движения электронов в междуэлектродном пространстве лампы определяется лишь начальной скоростью их вылета из катода и ускоряющим действием анодного напряжения и напряжений на сетках. Фактически в междуэлектродном пространстве наших приемно-усилительных радиоламп электроны движутся со скоростью порядка 5 000—10 000 км в час.
При сопоставлении скорости движения электронов в проводах и в междуэлектродном пространстве лампы естественно возникает вопрос: куда же деваются электроны, с огромной скоростью пронесшиеся через пространство анод—катод лампы. Ведь электроны, достигнув анода, сразу замедляют свое движение. Они начинают двигаться медленно, а на анод все с той же громадной скоростью прибывают все новые тучи электронов. В результате электроны должны накапливаться на поверхности анода, потому что при малой скорости их движения в металле они не будут успевать стекать с него.
Возникает также другой вопрос: откуда берутся электроны, образующие анодный ток лампы? Медленно притекающие к катоду электроны не будут успевать пополнять поток электронов, уносящихся через вакуум радиолампы.