O cátodo em um tubo de elétrons (como um tubo de vácuo ou tubo de raios catódicos) não "acaba" após a emissão contínua de elétrons porque o processo é sustentado por um fornecimento contínuo de energia. Aqui está uma explicação do que acontece:

1. Emissão de Elétrons :O cátodo é normalmente feito de um material que emite elétrons prontamente quando aquecido ou exposto a um campo elétrico. Este processo é denominado emissão termiônica ou emissão de campo. Quando o cátodo é aquecido, a energia térmica faz com que os elétrons ganhem energia suficiente para superar a função de trabalho (a energia necessária para escapar da superfície do material) e sejam emitidos no vácuo.

2. Fonte de Elétrons :Os elétrons emitidos pelo cátodo não vêm de um conjunto finito que pode se esgotar com o tempo. Em vez disso, eles são gerados continuamente dentro do material catódico. A fonte desses elétrons são os elétrons de valência nos átomos do material do cátodo. Quando um elétron é emitido, outro elétron de nível de energia mais baixo pode subir para preencher a vaga, liberando energia na forma de um fóton. Este processo garante um fornecimento constante de elétrons para emissão.

3. Reabastecimento de Elétrons :Para manter a emissão contínua, o cátodo deve ser continuamente aquecido ou exposto a um campo elétrico para fornecer a energia necessária para a emissão de elétrons. A energia fornecida ao cátodo repõe os elétrons perdidos por emissão, garantindo um fluxo constante de elétrons.

4. Fluxo de elétrons :Em um tubo de elétrons, os elétrons emitidos são atraídos para o ânodo carregado positivamente, criando uma corrente elétrica entre o cátodo e o ânodo. O fluxo de elétrons é sustentado enquanto o cátodo continua a emitir elétrons e o ânodo fornece uma diferença de potencial positiva.

5. Emissão Limitada :Embora o cátodo possa emitir elétrons continuamente, há um limite para a corrente de emissão com base em vários fatores, como material do cátodo, temperatura e tensão aplicada. Porém, dentro desses limites, o cátodo não “acaba” ou fica sem elétrons, desde que sejam mantidas as condições necessárias para a emissão.

Em resumo, o cátodo num tubo de electrões não esgota o seu fornecimento de electrões porque o processo de emissão é contínuo e sustentado pelo fornecimento contínuo de energia. Os elétrons emitidos pelo cátodo são constantemente reabastecidos, permitindo o fluxo contínuo de elétrons e a operação de diversos dispositivos eletrônicos.