Clement D. Child (1868 - 1933) fue un físico y educador estadounidense. [1] Se destaca particularmente por la " Ley de Child " (1911), que es una ecuación que describe la corriente eléctrica que fluye entre las placas de un tubo de vacío . [2] Los tubos de vacío fueron los componentes principales de la electrónica desde aproximadamente 1905 hasta 1960, cuando los transistores y los circuitos integrados los suplantaron en su mayoría. [3] La Ley del Niño sigue siendo un elemento básico de los libros de texto que tratan el movimiento de partículas cargadas en el vacío y en sólidos. [4]
El niño se crió en Frewsburg, Nueva York , donde su padre era pastor bautista . Recibió una licenciatura en AB de la Universidad de Rochester (en Rochester, Nueva York ) en 1890. En 1897, recibió un doctorado. de la Universidad de Cornell en Ithaca, Nueva York . En 1897 fue visitante científico en la Universidad de Berlín en Alemania. En 1898 fue nombrado profesor de física en la Universidad Colgate en Hamilton, Nueva York , donde pasó el resto de su carrera. [5] [6] En 1907-08 visitó el Laboratorio Cavendish en Cambridge, Inglaterra , donde trabajó con JJ Thomson . [7] Publicó un libro Electric Arcs en 1913. [8] Entre 1895 y 1933, Child publicó 28 artículos en Physical Review , que fue quizás la principal revista de física estadounidense en esa época. [9]
La ecuación conocida como "Ley de Child" describe la corriente eléctrica entre dos placas metálicas en un tubo de vacío; La corriente fluye cuando una fuente de alimentación aplica un voltaje entre las placas. Una placa, el cátodo, se calienta lo suficiente como para emitir bien electrones. La segunda placa, el ánodo, no está calentada. Cuando el voltaje entre el ánodo y el cátodo es positivo, los electrones cargados negativamente son atraídos hacia el ánodo. Vuelan a través del vacío y se registran como la corriente eléctrica extraída de la fuente de alimentación. Cuando el voltaje es negativo, los electrones son repelidos por el ánodo y la corriente es esencialmente cero. La ley de Child predijo la corriente a voltajes positivos más bajos, en los cuales la corriente no está limitada por el proceso de emisión de electrones . Más bien, se forma una nube de electrones cerca del cátodo y limita la corriente. Child demostró que esta corriente era proporcional al voltaje elevado a 3/2 de la potencia ( V 3/2 ). La corriente sólo depende de las propiedades del electrón a través de la relación entre la carga eléctrica del electrón y su masa.
Aunque la ley de Child se utiliza habitualmente para describir las corrientes de electrones, Child en realidad derivó la ecuación para estimar la corriente de iones atómicos cargados positivamente. El único cambio es que la relación carga-masa de los iones es mucho menor que la del electrón. La aplicación a los electrones fue realizada en 1913 por Irving Langmuir , [10] y la ecuación también se llama Ley de Child-Langmuir debido a esto. [11] El artículo original de Child fue citado en artículos científicos más de 600 veces en el siglo siguiente a su publicación; en 2013, el artículo fue citado 32 veces. [12]