¿Algunos electrones salen de la superficie de los conductores a través de la emisión espontánea de electrones?

Además de la emisión beta descrita por Wendy, los electrones también pueden emitirse de otra manera: emisión termiónica. Su mención de la evaporación me hace pensar que esto es probablemente a lo que se refiere, en lugar de la emisión beta.

La emisión termiónica está fuertemente influenciada por la temperatura y la presencia de un campo eléctrico; de hecho, es causada por un metal calentado que da suficiente energía a sus electrones para hacer que “floten” justo fuera de su superficie, y luego un voltaje aplicado se lleva los electrones, lo que resulta en una corriente. La presión del aire no es tanto un factor como la presencia de otras partículas en el camino de los electrones. Verá, la emisión termiónica se produce mejor en el vacío, y se ve fuertemente impedida cuando los electrones se encuentran con otras partículas. Después de todo, los electrones son aproximadamente 2,000 más livianos que un átomo de hidrógeno, u 8,000 veces más livianos que un átomo de helio.

Cada superficie tiene una función de trabajo: la energía requerida para extraer un electrón de la superficie al vacío. Esta energía puede ser suministrada por un fotón en el efecto fotoeléctrico, por un campo eléctrico fuerte en un tubo de vacío, o calentando la superficie a una temperatura muy alta. Incluso a temperatura ambiente, el electrón ocasional escapará de la superficie.

Sin embargo, esos electrones “escapados” serán reemplazados inmediatamente por otros electrones de las profundidades del material, y esos electrones serán reemplazados inmediatamente por otros electrones de “otro lugar” a menos que el objeto emisor de electrones esté perfectamente aislado, en cuyo caso eventualmente acumula suficiente carga positiva para evitar que escapen más electrones. El agua puede seguir evaporándose hasta que se acabe; los electrones están cargados, por lo que eso no puede suceder.

El fenómeno de la evaporación del agua a temperatura ambiente se debe a la distribución estadística de las velocidades (o energías) de las moléculas de agua.

Sin embargo, esto es distinto del fenómeno de la emisión espontánea de electrones desde la superficie de un conductor.

Esto se debe a la mecánica cuántica y establece que habrá una cierta probabilidad finita de que un electrón emita espontáneamente desde la superficie.

Sin entrar en las matemáticas, esto se encuentra a través de soluciones a la integral del camino feynman del electrón y es inherentemente probabilístico.

Desea un libro de texto sobre “física del estado sólido”. La situación con la evaloración no es una buena analogía. Entonces, la respuesta corta es un “no” seguido de un “weeell ……” pero una respuesta decente toma más espacio del que Quora me agradecería.

Para darle una idea, los electrones pueden salir de la superficie de un metal a través del calentamiento, los campos electromegnáticos aplicados, el efecto fotoeléctrico y la desintegración beta.

Es mejor que lo remita para obtener más detalles útiles sobre el tema de un libro, Física de estado sólido de Kennard, o leerlo en WIKIPEDIA. Buena suerte.