Uvjeti vakuuma: električna struja u vakuumu. Što je električna struja u vakuumu?

Električna struja je uređeno kretanje električnih naboja. Može se dobiti npr. u vodiču koji spaja nabijeno i nenabijeno tijelo. Međutim, ta će struja prestati čim razlika potencijala između tih tijela postane nula. Uređena struja će također postojati u vodiču koji povezuje ploče nabijenog kondenzatora. U ovom slučaju struja je popraćena neutralizacijom naboja koji se nalaze na pločama kondenzatora i nastavlja se sve dok razlika potencijala ploča kondenzatora ne postane nula.

Ovi primjeri pokazuju da električna struja u vodiču nastaje samo kada na krajevima vodiča postoje različiti potencijali, tj. kada u njemu postoji električno polje.

Ali u razmatranim primjerima struja ne može biti dugotrajna, jer se u procesu kretanja naboja potencijali tijela brzo izjednače i električno polje u vodiču nestaje.

Stoga je za dobivanje struje potrebno održavati različite potencijale na krajevima vodiča. Da biste to učinili, možete prenijeti naboje s jednog tijela na drugo natrag kroz drugi vodič, tvoreći zatvoreni krug za to. Međutim, pod utjecajem sila istog električnog polja takav prijenos naboja je nemoguć, jer je potencijal drugog tijela manji od potencijala prvog. Stoga je prijenos moguć samo silama neelektričnog podrijetla. Prisutnost takvih sila osigurava strujni izvor uključen u krug.

Sile koje djeluju u izvoru struje prenose naboj s tijela s nižim potencijalom na tijelo s višim potencijalom i pritom vrše rad. Stoga mora imati energiju.

Izvori struje su galvanske ćelije, baterije, generatori itd.

Dakle, glavni uvjeti za pojavu električne struje su: prisutnost izvora struje i zatvoren krug.

Prolazak struje u strujnom krugu prati niz lako uočljivih pojava. Na primjer, u nekim tekućinama, kada struja prolazi kroz njih, opaža se oslobađanje tvari na elektrodama uronjenim u tekućinu. Struja u plinovima često je popraćena sjajem plinova itd. Električnu struju u plinovima i vakuumu proučavao je izvrsni francuski fizičar i matematičar Andre Marie Ampere, zahvaljujući kojem danas znamo prirodu takvih pojava.

Kao što znate, vakum je najbolji izolator, odnosno prostor iz kojeg se zrak ispumpava.

Ali moguće je dobiti električnu struju u vakuumu, za što je potrebno u nju unijeti nositelje naboja.

Uzmimo posudu iz koje je ispumpan zrak. U ovu posudu zalemljene su dvije metalne ploče - dvije elektrode. Jednu od njih A (anodu) povezujemo s pozitivnim izvorom struje, drugu K (katodu) s negativnim. Napon između je dovoljan za primjenu 80 - 100 V.

Spojimo u strujni krug osjetljivi miliampermetar. Uređaj ne pokazuje struju; to znači da električna struja ne postoji u vakuumu.

Promijenimo iskustvo. Kao katodu u posudu zalemimo žicu - nit, čiji su krajevi izvučeni van. Ova će nit i dalje biti katoda. Koristeći drugi izvor struje, zagrijavamo ga. Primijetit ćemo da čim se žarna nit zagrije, uređaj spojen na strujni krug pokazuje električnu struju u vakuumu, i to veću što se žarna nit više zagrijava. To znači da kada se zagrije, nit osigurava prisutnost nabijenih čestica u vakuumu; ona je njihov izvor.

Kako su te čestice nabijene? Iskustvo može dati odgovor na ovo pitanje. Promijenimo polove elektroda zalemljenih u posudu - nit ćemo učiniti anodom, a suprotni pol - katodom. I iako je žarna nit zagrijana i šalje nabijene čestice u vakuum, struje nema.

Slijedi da su te čestice negativno nabijene jer se odbijaju od elektrode A kada je ona negativno nabijena.

Koje su to čestice?

Prema elektronskoj teoriji, slobodni elektroni u metalu su u kaotičnom gibanju. Kada se žarna nit zagrije, to se kretanje pojačava. Istovremeno, neki elektroni, stječući energiju dovoljnu za izlazak, izlete iz niti, formirajući oko nje "elektronski oblak". Kada se između žarne niti i anode stvori električno polje, elektroni lete na elektrodu A ako je spojena na pozitivni pol baterije, a odbijaju se natrag na žarnu nit ako je spojena na negativni pol, tj. ima istog naboja kao i elektroni.

Dakle, električna struja u vakuumu je usmjereni tok elektrona.

U ovoj lekciji nastavljamo proučavati tijek struja u različitim medijima, posebno u vakuumu. Razmotrit ćemo mehanizam stvaranja slobodnih naboja, razmotriti glavne tehničke uređaje koji rade na principima struje u vakuumu: diodu i katodnu cijev. Navest ćemo i osnovna svojstva elektronskih snopova.

Rezultat eksperimenta objašnjen je na sljedeći način: kao rezultat zagrijavanja, metal počinje emitirati elektrone iz svoje atomske strukture, slično emisiji molekula vode tijekom isparavanja. Zagrijani metal je okružen elektronskim oblakom. Ova pojava se naziva termionska emisija.

Riža. 2. Shema Edisonova pokusa

Svojstva elektronskih snopova

U tehnici je vrlo važna uporaba tzv. elektronskih zraka.

Definicija. Elektronski snop je tok elektrona čija je duljina mnogo veća od širine. Prilično ga je lako nabaviti. Dovoljno je uzeti vakuumsku cijev kroz koju teče struja i napraviti rupu u anodi prema kojoj idu ubrzani elektroni (tzv. elektronski top) (slika 3).

Riža. 3. Elektronski top

Elektronske zrake imaju niz ključnih svojstava:

Kao rezultat svoje velike kinetičke energije, imaju toplinski učinak na materijal u koji udaraju. Ovo se svojstvo koristi u elektroničkom zavarivanju. Elektronsko zavarivanje je potrebno u slučajevima kada je važno održavanje čistoće materijala, na primjer, kod zavarivanja poluvodiča.

• Pri sudaru s metalima elektronske zrake usporavaju i emitiraju X-zrake koje se koriste u medicini i tehnici (slika 4).

Riža. 4. Fotografija snimljena X-zrakama ()

• Kada snop elektrona pogodi određene tvari koje se nazivaju fosfori, dolazi do sjaja, što omogućuje stvaranje zaslona koji pomažu u praćenju kretanja snopa, koje je, naravno, nevidljivo golim okom.
• Sposobnost upravljanja kretanjem zraka pomoću električnih i magnetskih polja.

Treba napomenuti da temperatura na kojoj se može postići termoemisija ne može premašiti temperaturu na kojoj se uništava metalna struktura.

Isprva je Edison koristio sljedeći dizajn za generiranje struje u vakuumu. S jedne strane vakuumske cijevi postavljen je vodič spojen na strujni krug, a s druge strane pozitivno nabijena elektroda (vidi sl. 5):

Riža. 5

Kao rezultat prolaska struje kroz vodič, on se počinje zagrijavati, emitirajući elektrone koje privlači pozitivna elektroda. Na kraju dolazi do usmjerenog kretanja elektrona, što je zapravo električna struja. Međutim, broj tako emitiranih elektrona je premalen, što rezultira premalom strujom za bilo kakvu upotrebu. Ovaj problem se može riješiti dodavanjem druge elektrode. Takva elektroda s negativnim potencijalom naziva se neizravna žarna elektroda. Njegovom upotrebom broj elektrona koji se kreću povećava se nekoliko puta (slika 6).

Riža. 6. Korištenje neizravne žarne elektrode

Vrijedno je napomenuti da je vodljivost struje u vakuumu ista kao kod metala - elektronička. Iako je mehanizam za pojavu tih slobodnih elektrona potpuno drugačiji.

Na temelju fenomena termoemisije stvoren je uređaj nazvan vakuumska dioda (slika 7).

Riža. 7. Oznaka vakuumske diode na električnoj shemi

Vakuumska dioda

Pogledajmo pobliže vakuumsku diodu. Postoje dvije vrste dioda: dioda sa žarnom niti i anodom i dioda sa žarnom niti, anodom i katodom. Prva se naziva dioda s izravnom žarnom niti, a druga se naziva dioda s neizravnom žarnom niti. U tehnici se koriste i prvi i drugi tip, međutim dioda s izravnom žarnom niti ima nedostatak da se pri zagrijavanju mijenja otpor žarne niti, što povlači za sobom promjenu struje kroz diodu. A budući da neke operacije koje koriste diode zahtijevaju potpuno konstantnu struju, preporučljivije je koristiti drugu vrstu dioda.

U oba slučaja, temperatura žarne niti za efektivnu emisiju mora biti jednaka .

Diode se koriste za ispravljanje izmjeničnih struja. Ako se dioda koristi za pretvaranje industrijskih struja, onda se naziva kenotron.

Elektroda koja se nalazi u blizini elementa koji emitira elektrone naziva se katoda (), a druga se naziva anoda (). Kada je ispravno spojen, struja se povećava kako napon raste. Kada je spojen obrnutim smjerom, uopće neće teći struja (slika 8). Na taj se način vakuumske diode povoljno razlikuju od poluvodičkih dioda, u kojima je struja, iako minimalna, prisutna kada se ponovno uključi. Zbog ovog svojstva, vakuumske diode se koriste za ispravljanje izmjeničnih struja.

Riža. 8. Strujno-naponska karakteristika vakuumske diode

Drugi uređaj nastao na temelju procesa strujanja struje u vakuumu je električna trioda (slika 9). Njegov dizajn razlikuje se od dizajna diode u prisutnosti treće elektrode, nazvane rešetka. Uređaj kao što je katodna cijev, koji čini najveći dio uređaja kao što su osciloskop i cijevni televizori, također se temelji na principima struje u vakuumu.

Riža. 9. Strujni krug vakuumske triode

Katodna cijev

Kao što je gore spomenuto, na temelju svojstava širenja struje u vakuumu, dizajniran je tako važan uređaj kao katodna cijev. Svoj rad temelji na svojstvima elektronskih zraka. Pogledajmo strukturu ovog uređaja. Katodna cijev sastoji se od vakuumske tikvice s ekspanzijom, elektronskog topa, dvije katode i dva međusobno okomita para elektroda (slika 10).

Riža. 10. Građa katodne cijevi

Princip rada je sljedeći: elektroni koji se emitiraju iz pištolja uslijed termoemisije ubrzavaju se zbog pozitivnog potencijala na anodama. Zatim, primjenom željenog napona na parove kontrolnih elektroda, možemo skrenuti elektronski snop po želji, vodoravno i okomito. Nakon toga usmjerena zraka pada na fosforni ekran, što nam omogućuje da na njemu vidimo sliku putanje zrake.

Katodna cijev koristi se u instrumentu koji se zove osciloskop (Sl. 11), dizajniranom za proučavanje električnih signala, te u CRT televizorima, s jedinom iznimkom da se elektronskim snopovima tamo upravlja pomoću magnetskih polja.

Riža. 11. Osciloskop ()

U sljedećoj lekciji ćemo pogledati prolazak električne struje u tekućinama.

Bibliografija

1. Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Fizika (osnovna razina) - M.: Mnemosyne, 2012.
2. Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. Fizika 10. razred. - M.: Ilexa, 2005.
3. Myakishev G.Ya., Sinyakov A.Z., Slobodskov B.A. Fizika. Elektrodinamika. - M.: 2010.

1. Physics.kgsu.ru ().
2. Cathedral.narod.ru ().

Domaća zadaća

1. Što je elektronička emisija?
2. Koji su načini upravljanja elektronskim snopovima?
3. Kako vodljivost poluvodiča ovisi o temperaturi?
4. Za što se koristi neizravna žarna elektroda?
5. *Koje je glavno svojstvo vakuumske diode? Zbog čega je to?

Električna struja može se stvarati ne samo u metalima, već iu vakuumu, na primjer u radio cijevima, u katodnim cijevima. Otkrijmo prirodu struje u vakuumu.

Metali sadrže veliki broj slobodnih elektrona koji se nasumično kreću. Kada se elektron približi površini metala, privlačne sile koje djeluju na njega sa strane pozitivnih iona i usmjerene prema unutra sprječavaju elektron da napusti metal. Rad koji je potrebno izvršiti da bi se elektron uklonio iz metala u vakuumu naziva se radna funkcija. Različit je za različite metale. Dakle, za volfram je jednako 7,2*10 -19 j. Ako je energija elektrona manja od rada rada, on ne može napustiti metal. Postoji mnogo elektrona, čak i na sobnoj temperaturi, čija energija nije mnogo veća od rada rada. Napustivši metal, udaljavaju se od njega na kratku udaljenost i pod utjecajem privlačnih sila iona vraćaju se u metal, uslijed čega nastaje tanki sloj izlaznih i povratnih elektrona, koji su u dinamičkoj ravnoteži. , nastaje blizu površine. Zbog gubitka elektrona, površina metala postaje pozitivno nabijena.

Da bi elektron napustio metal, mora izvršiti rad protiv odbojnih sila električnog polja elektronskog sloja i protiv sila električnog polja pozitivno nabijene površine metala (slika 85. a). Na sobnoj temperaturi gotovo da nema elektrona koji bi mogli pobjeći izvan nabijenog dvostrukog sloja.

Kako bi elektroni pobjegli izvan dvostrukog sloja, moraju imati energiju puno veću od radnog rada. Da bi se to postiglo, energija se prenosi elektronima izvana, na primjer zagrijavanjem. Emisija elektrona zagrijanog tijela naziva se termoemisija. To je jedan od dokaza prisutnosti slobodnih elektrona u metalu.

U takvom eksperimentu može se promatrati fenomen termoemisije. Nakon što smo elektrometar napunili pozitivno (iz elektrificirane staklene šipke), spojimo ga s vodičem na elektrodu A demonstracijske vakuumske svjetiljke (slika 85, b). Elektrometar se ne prazni. Nakon što smo zatvorili strujni krug, zagrijavamo nit K. Vidimo da igla elektrometra pada - elektrometar je ispražnjen. Elektroni koje emitira vruća nit privlače pozitivno nabijena elektroda A i neutraliziraju njezin naboj. Protok termoelektrona od žarne niti do elektrode A pod utjecajem električnog polja stvorio je električnu struju u vakuumu.

Ako je elektrometar nabijen negativno, tada se u takvom pokusu neće prazniti. Elektroni koji izlaze iz žarne niti više nisu privučeni elektrodom A, već se, naprotiv, odbijaju od nje i vraćaju natrag u žarnu nit.

Sastavimo električni krug (slika 86). Kad nit K nije zagrijana, strujni krug između nje i elektrode A je otvoren - igla galvanometra je na nuli. U njegovom krugu nema struje. Zatvaranjem ključa zagrijavamo žarnu nit. Struja je tekla kroz krug galvanometra, dok su termoionski elektroni zatvarali krug između žarne niti i elektrode A, stvarajući tako električnu struju u vakuumu. Električna struja u vakuumu je usmjereni tok elektrona pod utjecajem električnog polja. Brzina usmjerenog kretanja elektrona koji tvore struju u vakuumu milijardama je puta veća od brzine usmjerenog gibanja elektrona koji tvore struju u metalima. Tako brzina protoka elektrona na anodi žarulja radio prijemnika doseže nekoliko tisuća kilometara u sekundi.

Ovo je kratak sažetak.

Rad na punoj verziji se nastavlja

Predavanje20

Struja u vakuumu

1. Napomena o vakuumu

U vakuumu nema električne struje jer u termodinamičkom vakuumu nema čestica.

Međutim, najbolji praktični postignuti vakuum je

,

oni. ogroman broj čestica.

Međutim, kada se govori o struji u vakuumu, misli se na idealni vakuum u termodinamičkom smislu, tj. potpuni nedostatak čestica. Čestice dobivene iz nekog izvora odgovorne su za protok struje.

2. Radna funkcija

Kao što je poznato, u metalima postoji plin elektrona koji se privlačnom silom drži na kristalnoj rešetki. U normalnim uvjetima energija elektrona nije velika, pa se oni zadržavaju unutar kristala.

Ako elektronskom plinu pristupimo s klasičnih pozicija, tj. pretpostavimo da se pokorava Maxwell-Boltzmannovoj distribuciji, onda je očito da postoji veliki udio čestica čije su brzine veće od prosjeka. Posljedično, te čestice imaju dovoljno energije da pobjegnu iz kristala i formiraju elektronski oblak u njegovoj blizini.

Metalna površina postaje pozitivno nabijena. Formira se dvostruki sloj koji sprječava uklanjanje elektrona s površine. Dakle, da bi se uklonio elektron, potrebno mu je dodati dodatnu energiju.

Definicija: Rad izlaza elektrona iz metala je energija koja se mora priopćiti elektronu da bi se uklonio s površine metala do beskonačnosti u stanju nuleE k.

Radna funkcija je različita za različite metale.

Metal	Rad rada, eV
	1,81

3. Elektronička emisija.

U normalnim uvjetima, energija elektrona je prilično niska i oni su vezani unutar vodiča. Postoje načini da se elektronima prenese dodatna energija. Pojava emisije elektrona pod vanjskim utjecajem naziva se emisija elektrona, a otkrio ju je Edison 1887. godine. Ovisno o načinu prijenosa energije, razlikuju se 4 vrste emisija:

1. Termionska emisija (TEE), metoda – opskrba toplinom (grijanje).

2. Fotoelektronska emisija (PEE), metoda – osvjetljenje.

3. Sekundarna elektronska emisija (SEE), metoda – bombardiranje česticama.

4. Emisija elektrona u polju (FEE), metoda – jako električno polje.

4. Autoelektroničke emisije

Kada su izloženi jakom električnom polju, elektroni mogu biti izbačeni s površine metala.

Ova vrijednost napona je dovoljna da izvuče elektron.

Taj se fenomen naziva emisija hladnoće. Ako je polje dovoljno jako, tada broj elektrona može postati velik, a posljedično i struja može postati velika. Prema Joule-Lenzovom zakonu, oslobodit će se velika količina topline i AEE se može pretvoriti u TEE.

5. Emisija fotoelektrona (PEE)

Fenomen fotoelektričnog efekta poznat je već dugo, vidi “Optika”.

6. Sekundarna emisija elektrona (SEE)

Ovaj se fenomen koristi u fotomultiplikirajućim uređajima (PMT).

Tijekom rada dolazi do lavinskog porasta broja elektrona. Koristi se za snimanje slabih svjetlosnih signala.

7. Vakuumska dioda.

Za proučavanje TEE koristi se uređaj koji se zove vakuumska dioda. Najčešće se sastoji od dva koaksijalna cilindra smještena u staklenu vakuumsku tikvicu.

Katoda se zagrijava električnom strujom, bilo izravno ili neizravno. Kod istosmjerne struje struja prolazi kroz samu katodu, kod neizravne struje unutar katode se postavlja dodatni vodič - žarna nit. Zagrijavanje se događa na prilično visokim temperaturama, tako da je katoda složena. Osnova je vatrostalni materijal (volfram), a obloga materijal s niskim radom rada (cezij).

Dioda spada u nelinearne elemente, tj. ne poštuje Ohmov zakon. Kažu da je dioda element s jednosmjernom vodljivošću. Većina strujno-naponske karakteristike diode opisana je Boguslavsky-Langmuirovim zakonom ili zakonom "3/2"

Kako se temperatura žarne niti povećava, strujno-naponska karakteristika se pomiče prema gore i struja zasićenja raste. Ovisnost gustoće struje zasićenja o temperaturi opisuje Richardson–Deshmanov zakon

Pomoću metoda kvantne statistike može se dobiti ova formulakonst= Bisti za sve metale. Eksperiment pokazuje da konstante su različiti.

8. Poluvalni ispravljač

9. Puni val ispravljač (se).

10. Primjena svjetiljki.

Prednosti svjetiljki uključuju

· jednostavnost kontrole protoka elektrona,

· visoka snaga, visoki napon,

· veliki dio gotovo linearne strujno-naponske karakteristike.

· Cijevi se koriste u snažnim pojačalima.

Nedostaci uključuju:

· niska učinkovitost,

· velika potrošnja energije.

Električna struja u vakuumu

Vakuum je stanje plina u kojem je tlak manji od atmosferskog. Postoje niski, srednji i visoki vakuum.

Za stvaranje visokog vakuuma potrebno je razrjeđivanje, za što je u plinu koji ostaje prosječni slobodni put molekula veći od veličine posude ili udaljenosti između elektroda u posudi. Posljedično, ako se u posudi stvori vakuum, tada se molekule u njemu gotovo ne sudaraju jedna s drugom i slobodno lete kroz međuelektrodni prostor. U tom slučaju doživljavaju sudare samo s elektrodama ili sa stijenkama posude.

Da bi u vakuumu postojala struja, potrebno je u vakuum postaviti izvor slobodnih elektrona. Najveća koncentracija slobodnih elektrona u metalima. Ali na sobnoj temperaturi ne mogu napustiti metal, jer ih u njemu drže sile Coulombove privlačnosti pozitivnih iona. Da bi svladao te sile, elektron mora potrošiti određenu energiju, koja se naziva rad rada, kako bi napustio površinu metala.

Ako je kinetička energija elektrona veća ili jednaka radnom radu, tada će on napustiti površinu metala i postati slobodan.

Proces emitiranja elektrona s površine metala naziva se emisija. Ovisno o tome kako je prenesena energija potrebna elektronima, razlikujemo nekoliko vrsta emisije. Jedan od njih je toplinska emisija elektrona.

Ø Emisija elektrona zagrijanih tijela naziva se termoelektronička emisija.

Fenomen termoemisije uzrokuje da zagrijana metalna elektroda kontinuirano emitira elektrone. Elektroni formiraju elektronski oblak oko elektrode. U tom slučaju elektroda postaje pozitivno nabijena, a pod utjecajem električnog polja nabijenog oblaka elektroni iz oblaka se djelomično vraćaju u elektrodu.

U stanju ravnoteže, broj elektrona koji napuste elektrodu u sekundi jednak je broju elektrona koji se za to vrijeme vrate na elektrodu.

2. Električna struja u vakuumu

Za postojanje struje moraju biti ispunjena dva uvjeta: prisutnost slobodnih nabijenih čestica i električno polje. Da bi se stvorili ovi uvjeti, dvije elektrode (katoda i anoda) se postavljaju u cilindar i zrak se ispumpava iz cilindra. Kao rezultat zagrijavanja katode, elektroni lete iz nje. Negativan potencijal se dovodi na katodu, a pozitivan potencijal na anodu.

Električna struja u vakuumu je usmjereno gibanje elektrona koje nastaje uslijed termoemisije.

3. Vakuumska dioda

Moderna vakuumska dioda sastoji se od staklenog ili metal-keramičkog cilindra, iz kojeg se zrak evakuira do tlaka od 10-7 mm Hg. Umjetnost. U cilindar su zalemljene dvije elektrode, od kojih jedna - katoda - ima oblik okomitog metalnog cilindra izrađenog od volframa i obično obloženog slojem oksida zemnoalkalijskih metala.

Unutar katode nalazi se izolirani vodič koji se zagrijava izmjeničnom strujom. Zagrijana katoda emitira elektrone koji dolaze do anode. Anoda žarulje je okrugli ili ovalni cilindar koji ima zajedničku os s katodom.

Jednosmjerna vodljivost vakuumske diode je posljedica činjenice da zbog zagrijavanja elektroni lete iz vruće katode i kreću se prema hladnoj anodi. Elektroni mogu teći samo kroz diodu od katode do anode (odnosno električna struja može teći samo u suprotnom smjeru: od anode do katode).

Na slici je prikazana strujno-naponska karakteristika vakuumske diode (negativna vrijednost napona odgovara slučaju kada je katodni potencijal veći od anodnog, odnosno električno polje “pokušava” vratiti elektrone natrag na katodu).

Vakuumske diode koriste se za ispravljanje izmjenične struje. Ako između katode i anode postavite drugu elektrodu (mrežu), tada će čak i neznatna promjena napona između rešetke i katode značajno utjecati na anodnu struju. Takva elektronska cijev (trioda) omogućuje vam pojačanje slabih električnih signala. Stoga su neko vrijeme ove svjetiljke bile glavni elementi elektroničkih uređaja.

4. Katodna cijev

Električna struja u vakuumu korištena je u katodnoj cijevi (CRT), bez koje se dugo vremena nije mogao zamisliti televizor ili osciloskop.

Slika prikazuje pojednostavljeni dizajn CRT-a.

Elektronski "pištolj" na vratu cijevi je katoda koja emitira intenzivan snop elektrona. Poseban sustav cilindara s rupama (1) fokusira ovaj snop i čini ga uskim. Kada elektroni udare u zaslon (4), on počinje svijetliti. Protok elektrona može se kontrolirati pomoću okomitih (2) ili vodoravnih (3) ploča.

Značajna energija može se prenijeti na elektrone u vakuumu. Zrake elektrona mogu se koristiti čak i za taljenje metala u vakuumu.