在通常状态下，金属内部的自由电子BA3544F-E2是不会飞出到金属外部的。但若将金属加热至高温、外加极强的电场或对金属表面照射电子和电磁波，赋予金属物体内部的自由电子一定能级以上的能量时，电子则会飞出到金属表面以外的空间。
    如图3.7(c)所示，通过提高金属的温度来加大电子的动能，从而释放出电子的方法称为热电子辐射。在此以热电子辐射为例，进一步详细研究电子的行为。

                     
    如同把橡皮球加热后会膨胀一样，可以想像如果升高金属的温度则其自由电子的运动一定也会变得活跃起来。就像宇宙箭为克服地球的引力而飞出其引力圈，只要有约为llkm/s的速度就足够了。金属也一样，只要升高到足够的温度，金属物体内的电子一定会克服内部的引力飞向外部，温度越高，拥有高能量的电子数就越多。因此可知，热电子的辐射量会随温度升高而增加（图3.8）。属内部

                    
    在玻璃容器内将电子取出，并通过对电极加载电压而对电子进行控制的器件称作电子管。在二极管、晶体管等半导体器件被实用化之前，电子电路的功能全部都是由电子管来实现的。但是由于电子管消耗功率大、寿命短、体积大等原因，如今只被局限在特定的用途中使用。
    对于电子管的结构，我们以最简单的二极管的结构为例来介绍金属加热后的电子运动（图3.9）。图3.10为除去了玻璃外罩后的电子管照片，可以看见辐射热电子的金属板（丝极，filament）与收集空间电子的金属板（板极，plate），其内部构造如图3.11所示。