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1[전자기사 필기] 19년 2회차
어느 열음극의 일함수(work functuon)의 값이 1/2로 되면 열전자 전류밀도는 어떻게 되는가?
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해설

열전자 전류밀도는 Richardson-Dushman 방정식으로 나타나며, J=AT2e−ϕ/(kBT)J = A T^2 e^{-\phi/(k_B T)}의 형태이다. 여기서 ϕ\phi는 일함수이다.

일함수가 ϕ\phi에서 ϕ/2\phi/2로 변할 때, 지수항의 변화를 보면
e−ϕ/(2kBT)=(e−ϕ/(kBT))1/2e^{-\phi/(2k_B T)} = (e^{-\phi/(k_B T)})^{1/2}
이다. 온도 TT가 일정하면 전류밀도의 비는
Jnew/Jold=e−ϕ/(2kBT)/e−ϕ/(kBT)=eϕ/(2kBT)J_{\text{new}}/J_{\text{old}} = e^{-\phi/(2k_B T)} / e^{-\phi/(k_B T)} = e^{\phi/(2k_B T)}
이다.

이는 원래 지수항의 제곱근에 역수를 취한 형태로, 원래 전류밀도에 eϕ/(2kBT)e^{\phi/(2k_B T)}를 곱한 값이 된다.

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