Jorge Conesa Aparicio 1ºA
Nobel de física 1928: Owen Willans Richardson
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Biografía:
Estudió en la Universidad de Cambridge, graduándose en el Trinity College en 1900. De 1906 a 1914 fue profesor de física en la Universidad de Princeton, regresando a Inglaterra en dicho año, donde fue catedrático de física en la Universidad de Londres entre 1914 y 1924. Fue también director del Laboratorio de Física, así como profesor de investigaciones en Yarrow para la Royal Society. En 1920 fue galardonado con la medalla Hughes de la Royal Society (de la que ya era miembro), por sus trabajos en termoiónica, base del tubo de vacío.
Estableció las bases de la termoiónica, como resultado de las investigaciones que realizó sobre la pérdida de electrones por los cuerpos calientes en el vacío. Fueron también importantes las investigaciones que realizón en los campos de la espectroscopia , la radiología y de la emisión fotoeléctrica. Una de sus aportaciones es la Ley de Richardson o ecuación de Richardson-Dushmann (1901).
Fue galardonado en 1928 con el premio nobel de física por sus estudios sobre los fenómenos termoiónicos y especialmente por el descubrimiento de la ley que lleva su nombre.
Entre sus escritos figuran The Electron Theory of Matter (1914), The Emission of Electricity from Hot Bodies (1916) y Molecular Hydrogen and Its Spectrum (1934).



Ley de Richardson
En cualquier metal, existen uno o dos electrones por átomo que son libres de moverse de un átomo a otro. A esto se le llama "mar de electrones". Su velocidad, más que ser uniforme, se modela por una distribución estadística, y ocasionalmente un electrón tendrá la velocidad suficiente para escapar del metal, sin ser atraído de regreso. La cantidad mínima de energía necesaria para que un electrón escape de la superficie se llama función de trabajo. Esta función de trabajo es característica del material y para la mayoría de los metales es del orden de varios electronvoltios. Las corrientes termoiónicas pueden incrementarse o decrementarse disminuyendo la función de trabajo. Esta característica, que es muy deseable, puede lograrse aplicando varios recubrimientos de óxido al alambre.
En 1901,
Owen Willans Richardson publicó los resultados de sus experimentos: la corriente procedente de un alambre, bajo calentamiento controlado, parecía depender exponencialmente de la temperatura del alambre, comportamiento que era modelado por una fórmula matemática similar a la ecuación de Arrhenius. La forma moderna de esta ley (demostrada por Saul Dushman en 1923, y por lo tanto llamada, en ocasiones, la ecuación de Richardson-Dushman) establece que la densidad de corriente emitida esta relacionada con la temperatura T por la ecuación:

donde T es la temperatura del metal en kelvin, W es la función de trabajo del metal, k es la
constante de Planck. La constante de proporcionalidad A, conocida como la constante de Richardson, dada por

donde m y -e son la masa y la carga del electrón, y h es la
constante de Planck
La emisión termoiónica, conocida arcaicamente como efecto Edison es el flujo de partículas cargadas llamada termoiones desde una superficie de metal (u óxido de metal) causada por una energía termal de tipo vibracional que provoca una fuerza electrostática que empuja a los electrones hacia la superficie. La carga de los termiones (que pueden ser positivos o negativos) será la misma a la carga del metal u óxido de metal. El efecto aumenta dramáticamente al subir la temperatura (1000–3000 K). La ciencia que estudia este fenómeno es la termoiónica.


EFECTO TERMOIÓNICO

La emisión termoiónica es un fenómeno que se da en los metales. En los átomos de éstos, existen electrones con un movimiento arbitrario, y cuya velocidad depende de la temperatura. Conforme aumenta la temperatura, crece su velocidad, pudiendo abandonar la superficie metálica.

A medida que los electrones abandonan el cátodo, forman una "nube electrónica", similar a las moléculas que forman un gas y cuya carga neta es negativa, puesto que está formada por electrones. El emisor de estos electrones es el cátodo, que se calienta mediante una resistencia o filamento de tungsteno puro, toriado o recubierto de una capa de óxido de bario. El filamento se calienta haciendo pasar una corriente (la corriente de caldeo). Si ahora aplicamos una tensión entre ánodo y cátodo (Vak) siendo el ánodo más positivo, se produce una corriente eléctrica al ser los electrones atraídos por el ánodo, que está a potencial positivo.
A esta corriente se le llama corriente de placa. Si se aumenta la tensión (Vak) , se produce un aumento de la corriente de placa (Ia), hasta alcanzar el valor de saturación (Is), en el que la corriente no aumenta por mucho de subamos la tensión aplicada. Esto es debido a que la placa recoge todos los electrones que emite el cátodo, y no puede aumentar la corriente a menos que aumentásemos la emisión de electrones subiendo la temperatura de caldeo. La corriente de saturación (Is) depende entonces del número de electrones que emita el cátodo.
Existen dos tipos de cátodo atendiendo al modo en que se calienta.
Cátodo de caldeo directo, el emisor es un simple filamento de tungsteno.
Cátodo de caldeo indirecto. El filamento está recubierto de óxido de bario e introducido en un pequeño cilindro de níquel; el filamento y el cilindro están eléctricamente aislados.

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EXPLICACIÓN
Todo esto quiere decir que hay algunos electrones que son libres de moverse por donde quieran y que su velocidad es dada por una distribución estadistica. Algun electrón tendrá la velocidad suficiente como para salir del metal y moverse libremente la cantidad de energía que necesita es llamada funcion de trabajo. La función de trabajo dependera de cada material y se mide en electronvoltios. Explicacion de corrientes termoiónicas es el flujo de particulas cargadas llamadas termoiones desde un metal causada por una energía termal que hace que los electrones vayan hacia la superficie. Pueden ser positivos o negativos

Bibliografía
www.wikipedia.org
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