Виртуальный катод

ВИРТУАЛЬНЫЙ КАТОД (то есть возможный, «не настоящий»), потенциальный барьер, который возникает внутри разрядного объёма между реальными катодом и анодом за счёт пространственного заряда, создаваемого потоком заряженных частиц в объёме. Виртуальный катод частично пропускает, частично отражает этот поток. Виртуальный катод возникает, например, перед накаливаемым катодом вакуумного диода, работающего в режиме ограничения тока пространственным зарядом. Когда самосогласованное электрическое поле электронов, испускаемых катодом диода, превышает приложенное между ним и анодом внешнее поле, оно тормозит эмитируемые электроны (на некотором расстоянии х < х₀, рисунок). Ускорение электронов в межэлектродном промежутке происходит лишь при х > х₀, то есть точку х = х₀ можно рассматривать как место расположения виртуального катода. Потенциал в этой точке имеет минимум, и его минимальное значение U₀ принимается за потенциал виртуального катода. Часть электронов, энергии которых меньше eU₀, не может преодолеть задерживающую их разность потенциалов и возвращается на катод, в результате чего ток с катода уменьшается. Расстояние х₀ от катода до виртуального катода мало и составляет величину порядка дебаевского радиуса экранирования. Виртуальный катод возникает не только в диоде, но и в многоэлектронных вакуумных приборах. Он может также образовываться и в газонаполненных устройствах, например, между катодом и плазмой при большом перепаде напряжения в ленгмюровском слое.

Лит.: Грановский В. Л. Электрический ток в газе. Установившийся ток. М., 1971; Термоэмиссионные преобразователи и низкотемпературная плазма / Под редакцией Б. Я. Мойжеса, Г. Е. Пикуса. М., 1973.