Sir Owen Whillans Richardson dokázal mnohem víc než jen studovat fyziku. Pomohl vytvořit motor, který poháněl 20. století. Narodil se v Dewsbury, Yorkshire, v roce 1879, zasvětil svůj život studiu chování elektronů. Jeho výzkum důvodů, proč zahřátý kov emituje částice, vedl přímo k vynálezu vakuové trubice. Bez tohoto objevu by raná rádia, televize a počítače, které definovaly moderní život, neexistovaly.
Vystudoval Trinity College v Cambridge v roce 1900. Tam studoval u J. J. Thomsona v Cavendish Laboratory. Tyto vztahy se ukázaly jako rozhodující. Thomson sám objevil elektron. Richardson vzal tuto abstrakci a přišel na to, jak s ní manipulovat.
Důkaz zdroje emise elektronů
Počátek 20. století byl ve fyzice bouřlivým obdobím. Vědci věděli, že elektřina může proudit plynem, ale plně nechápali, jak vakuové trubice fungují. Někteří vědci věřili, že když byl kov uvnitř trubice zahřátý, elektricky nabité částice uvolnily okolní molekuly vzduchu nebo plynu. To je rozumný předpoklad. Vzduch je přítomen. Teplo je přítomno. Proud je přítomen.
Richardson dokázal, že se mýlili.
V roce 1911 přesvědčivě prokázal, že elektrony nepocházejí z okolního vzduchu, ale ze samotného zahřátého kovu. To byla zásadní změna v chápání „termické emise“. To ukázalo, že samotné teplo stačilo k uvolnění elektronů z krystalové mřížky kovu.
Rovnice, která změnila technologii
Ve stejném roce navrhl matematický vzorec k vysvětlení tohoto jevu. Rychlost emise elektronů je přímo úměrná absolutní teplotě kovu. Říká se tomu Richardsonův zákon nebo Richardson-Dashmanova rovnice.
Proč je to dnes důležité?
Tato rovnice umožňuje inženýrům vytvářet lepší elektronky. Poskytuje předvídatelný způsob řízení toku elektronů. Do té doby byl vývoj elektronek řadou pokusů a omylů. Richardsonův zákon umožnil přesně vypočítat, jaký proud by zahřáté vlákno produkovalo při dané teplotě. Tato přesnost urychlila vývoj elektroniky o desítky let.
Z Princetonu na King’s College
Richardsonova akademická kariéra se rychle rozvíjela. V letech 1906 až 1913 byl profesorem fyziky na Princetonské univerzitě. V roce 1914 se vrátil do Anglie a nastoupil na místo na King’s College London. Stal se profesorem fyziky a o deset let později ředitelem vědeckého výzkumu.
V roce 1944 odešel do důchodu. V té době se svět již změnil. Elektronky, které pomáhal teoretizovat, přispěly k vytvoření globálních komunikačních systémů. V roce 1939 byl za zásluhy o vědu povýšen do šlechtického stavu.
Nobelova cena a dědictví
V roce 1928 obdržel Nobelovu cenu za fyziku. Cena byla udělena za výzkum emise elektronů z vyhřívaných kovů. To je „základní princip“ technologie elektronek.
Elektronky jsou dnes ve spotřební elektronice do značné míry zastaralé a nahradily je polovodičové tranzistory. Princip ale zůstává stejný. Pochopení toho, jak teplo ovlivňuje pohyb elektronů, zůstává důležité pro vysoce výkonnou elektroniku, letecké komponenty a určité typy senzorů.
Richardson zemřel v Alton, Hampshire v roce 1959.
