理查森发表的文章

理查森进一步研究了热天体周围的正离子。他通过大量的实验终于想通了，正离子的产生是非常复杂的。有些是加热时电极本身散发的，有些是杂质造成的，有些确实是加热电极与周围气体相互作用的结果。

理查森还发现，固体样品第一次加热时，总会放出大量正离子，形成瞬态电流。去除杂质后，正离子开始稳定发射。瞬态电流明显是杂质引起的，稳态电流由电极本身产生的正离子组成。

为了检验推导公式(28-1)所依据的基本前提是否正确，理查森提出了两种方法。一种方式是，如果电子真的靠克服功函数W的动能逃离热体，热体就会被这个过程冷却下来。理查森在1903做了一个计算。在1909年，韦勒(A.Wehnelt)和习覃(F.Jentzsch)首次证实了这个实验，但数值与理论不符。1915年，理查森和H.L .库克合作改进实验方法，最终证实了理论的正确性。

另一种方式是相反的过程。理查森提出，如果电子束从外部流入导体，导体应该会产生热量，而热量与温度或驱动电子流的电势差无关。1910年-1911年，理查森和库克的实验也正面证明了这一点。

直到1913，还有人怀疑热离子发射的理论。他们一直认为这不是一个物理问题，而是一个化学问题，是由于热物体与周围气体发生化学作用的某种次级过程。1913中，Richardson用压延性能好的钨代替铂作为热丝，真空条件更好，产生的发射电流大得多。他证明了发射电子的质量大大超过了可能被消耗的化学物质的质量之和。于是他以确凿的事实令人信服地做出了判断。

1911年，理查森用热力学方法严格推导出热离子发射公式。在推导中，考虑了电子对金属比热没有贡献的事实，得到了第二个公式:

I = A′T2exp(-W2/kT)(28-2)

其中A’和W’是不同于A和W的两个系数，但是它们可以相互计算。

两个公式，一个与T1/2有关，另一个与T2有关。理查森认为公式(28-2)是可取的，因为它有更好的理论基础。两个公式在误差范围内与实验一致，无法通过实验做出判断。

在1915中，Richardson证明了公式(28-2)中的A '是一个与材料无关的普适常数，从而显示了公式(28-2)的优越性。在1923中，S.Dushman推断

与实验基本一致。

后来量子力学发展起来了。令人惊讶的是，理查森在1911年提出的第二个热离子发射公式经受住了量子理论的考验。从1927到1928，泡利和索末菲将费米-狄拉克量子统计分布应用于金属电子的运动，导出的热离子发射公式与理查森公式(28-2)完全一致。

理查森出生于1879年的一个工业设备商家庭，从小就显示出自己的才华。12岁，中学时以优异的成绩获得奖学金，多次获得比赛冠军。从1897开始，他凭奖学金进入剑桥大学三一学院，在J.J .唐慕孙领导的卡文迪许实验室学习。这一年恰逢J.J .汤慕孙发现电子。理查森1900大学毕业。由于他积极研究热电子学，学校把他留在卡文迪许实验室继续他的研究。他的工作富有创造性，他既注重实验又注重理论。1901年，他在剑桥哲学会上读了两篇论文，首次提出了热离子遵从定律，受到同行的好评。1902，理查森当选为三一学院院士。1906年，27岁的理查森应邀赴美，成为普林斯顿大学的物理学教授，在那里继续他对热离子的研究。thermdionics这个词最早是他在1909提出来作为论文题目的。理查森的研究生讲义出版于1914，题目是《物质的电子性》，后来成为对电子学和无线电感兴趣的学生的主要教材。他指导的研究生中有K.T .康普顿和A.H .康普顿。A.H .康普顿因发现“康普顿效应”获得1927诺贝尔物理学奖。

另一位研究生戴维森因发现电子衍射获得了1937诺贝尔物理学奖。理查森把剑桥大学卡文迪什实验室的风格带到了美国，对美国的科学研究和人才培养产生了广泛的影响。

理查森于1913年回到英国，历任伦敦大学国王学院物理学教授、英国协会A部主席(1921)、伦敦物理学会主席(1926-1928)。1939被封爵。1914之后，除了继续研究热电子学，还研究了光电效应引起的电子发射的精细结构，磁性和化学作用，电子理论，量子理论，氢分子谱，软X射线和氢谱Hα，氘谱Dα。早年(1907-1909)从热离子发射实验麦克斯韦分子速度分布定律。后来在1917，他又指导国内的研究生丁(丁西林)进一步研究这个课题。丁论文发表于1921。这是分子束方法提出之前唯一可行的实验验证方法，具有一定的理论价值。

二战期间，理查森致力于雷达、声纳、电子探测仪器、磁控管、速调管等项目的研究。他的科学活动与无线电电子学密切相关，并不断推动无线电电子学的发展。他不愧是热电子学(热阴极电子学)的创始人。