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Der Edison-Effekt, auch Richardson-Effekt, glühelektrischer Effekt oder Glühemission genannt, bezeichnet die thermische Emission (Aussendung) von Elektronen aus einer geheizten Kathode (meist im Vakuum).

Die Elektronen überwinden aufgrund ihrer thermischen Bewegung die charakteristische Austrittsarbeit des Metalles bzw. der Oxidschicht.

Werden die nun freien Elektronen nicht durch ein elektrisches Feld abgesaugt, bilden sie um die Glühkathode im Vakuum eine Raumladungswolke aus und laden in der Nähe befindliche Elektroden gegenüber der „Kathode“ negativ auf. Dieser Effekt kann zur direkten thermischen Erzeugung von Elektroenergie genutzt werden.

Der Effekt wurde erstmals 1883 von Thomas Alva Edison beobachtet und 1901 von Owen Williams Richardson rechnerisch in der Richardson-Gleichung erfasst.

Für technische Anwendungen ist man bestrebt, die erforderliche Temperatur der Glühkathode möglichst gering zu halten, indem Materialien mit geringer Austrittsarbeit verwendet werden. Dies führte zur Entwicklung der Oxidkathode.

Anwendungen

Glühemission wird zur Erzeugung freier Elektronen verwendet.

Die Elektronenröhre (hochevakuiertes Gefäß, in dem zwischen Kathode und Anode ein Strom fließt, der ggf. durch dazwischenliegende Gitter gesteuert werden kann) besitzt eine direkt beheizte oder indirekt beheizte Glühkathode, z.B.:
Röhrendiode (Gleichrichtung oder Demodulation), Triode , Tetrode, Pentode (Verstärkung, Modulation oder Mischung), Hexode (zur Mischung)

Die Elektronenstrahlröhre (Braunsche Röhre) ist eine Elektronenstrahl-Quelle, oft mit Ablenksystem und Leuchtschirm (Bildröhre in Fernsehern, Monitorenen und Oszilloskopen), auch zum Elektronenstrahlschmelzen und Elektronenstrahlverdampfen und Elektronenstrahlschweißen, auch im Elektronenmikroskop) enthält ebenfalls stets eine Glühkathode.

Leuchtstofflampen mit heißer Kathode benutzen ebenfalls Glühemission. Bei vielen anderen Gasentladungslampen und auch Bogenlampen erhitzen sich die Elektoden durch die Entladung ebenfalls soweit, dass Glühemission eine Rolle spielt.
Nicht der Fall ist dies jedoch bei Kaltkathodenröhren, Leuchtröhren, Glimmlampen und Blitzröhren.

Glühemission wird weiterhin bei Thyratrons, Magnetrons, Klystrons , Wanderfeldröhren und Vakuum-Fluoreszenzanzeigen werwendet. Auch hier dient sie der Erzeugung freier Elektronen.

Glühemission wird im Thermionischen Generator zur direkten Wandlung von Wärmeenergie in elektrischen Strom verwendet.

Nachteilige Auswirkungen der Glühemission

Glühemission ist bei Steuergittern von Elektronenröhren dagegen unerwünscht, hier führt sie zur sogenannten Gitteremission und zu hinderlichem Gitterstrom, der den Arbeitspunkt verschieben kann.

Die Glühemission ist ein nachteiliges Phänomen in Schaltern (siehe Schaltlichtbogen) und auch ein Ausfallmechanismus von Glühlampen.

Verwandte Effekte

Weitere Emissionsmechanismen für freie Elektronen sind der Äußere Fotoeffekt (siehe Fotozelle) und die Feldemission. Beide Effekte sind in Elektronenröhren jedoch unerwünscht.

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