Возьмем стеклянную колбу (лампу) с впаянными в нее двумя электродами. Один из электродов будет выполнен в виде тонкой проволочки, второй электрод в виде диска.
Колбу загерметизируем, предварительно выкачав из нее воздух, то есть создав вакуум. Электроды присоединим к источнику тока. Соответственно в лампе будет создано электрическое поле, но тока в цепи не будет. Почему? Потому что в лампе вакуум, а это значит, что между катодом и анодом нет вещества, ни электронов, ни ионов, которые могут переносить заряд. Вакуум - лучший изолятор для электрического тока.
Но можно сделать очень простую вещь - подогреть катод, повысить его температуру и тут же стрелка миллиамперметра зафиксирует наличие тока в цепи. Чтобы понять почему так произошло, надо разобраться с тем, почему свободные электроны, которые могут перемещаться по всему объему металла, не вылетают из него. Ответ: не вылетают, потому что их держат ионы.
Представим, что электрон подлетел к внешнему слою металла, тогда сила притяжения ионов заставит его вернуться обратно внутрь проводника. Электрону нужна более высокая скорость, и тем труднее ионам будет удержать его внутри. Так вот, нагревая катод, мы увеличиваем скорость электронов, и они вылетают с поверхности металла. Такой процесс получил название термоэлектронной эмиссии. (Т.Эдисон - 1879 год).
Вылетев с поверхности металла в вакуум, электроны попадают в во власть электрического поля, и уже упорядоченно начинают двигаться к аноду. Цепь замкнулась, ток есть. Так вот, если в вакуум попадают заряды извне, то вакуум становится очень хорошим проводником, потому что ничто не мешает электронам двигаться и переносить заряд, нет как в металле частиц, создающих сопротивление.
