在通常狀態(tài)下，金屬內(nèi)部的自由電子BA3544F-E2是不會(huì)飛出到金屬外部的。但若將金屬加熱至高溫、外加極強(qiáng)的電場(chǎng)或?qū)饘俦砻嬲丈潆娮雍碗姶挪�，賦予金屬物體內(nèi)部的自由電子一定能級(jí)以上的能量時(shí)，電子則會(huì)飛出到金屬表面以外的空間。
    如圖3.7(c)所示，通過(guò)提高金屬的溫度來(lái)加大電子的動(dòng)能，從而釋放出電子的方法稱為熱電子輻射。在此以熱電子輻射為例，進(jìn)一步詳細(xì)研究電子的行為。

                     
    如同把橡皮球加熱后會(huì)膨脹一樣，可以想像如果升高金屬的溫度則其自由電子的運(yùn)動(dòng)一定也會(huì)變得活躍起來(lái)。就像宇宙箭為克服地球的引力而飛出其引力圈，只要有約為llkm/s的速度就足夠了。金屬也一樣，只要升高到足夠的溫度，金屬物體內(nèi)的電子一定會(huì)克服內(nèi)部的引力飛向外部，溫度越高，擁有高能量的電子數(shù)就越多。因此可知，熱電子的輻射量會(huì)隨溫度升高而增加（圖3.8）。屬內(nèi)部

                    
    在玻璃容器內(nèi)將電子取出，并通過(guò)對(duì)電極加載電壓而對(duì)電子進(jìn)行控制的器件稱作電子管。在二極管、晶體管等半導(dǎo)體器件被實(shí)用化之前，電子電路的功能全部都是由電子管來(lái)實(shí)現(xiàn)的。但是由于電子管消耗功率大、壽命短、體積大等原因，如今只被局限在特定的用途中使用。
    對(duì)于電子管的結(jié)構(gòu)，我們以最簡(jiǎn)單的二極管的結(jié)構(gòu)為例來(lái)介紹金屬加熱后的電子運(yùn)動(dòng)（圖3.9）。圖3.10為除去了玻璃外罩后的電子管照片，可以看見(jiàn)輻射熱電子的金屬板（絲極，filament）與收集空間電子的金屬板（板極，plate），其內(nèi)部構(gòu)造如圖3.11所示。