Hvað eru ljósrafeindar?

Hvað eru ljósgeislar?

Skilgreining á ljósgeislum

Ljósgeisli er skilgreindur sem geisli sem skýtur úr efni þegar það absorberar ljósafl. Þessi skýtingarferli er kölluð ljósgeislareinkomi og býður upp á mikilvæg staðhæfingu fyrir kvantamikilvægi ljóss og efna. Þetta grein verður að skýra hvað ljósgeislar eru, hvernig þeir eru framleiddir, stöðufræðilegar áhrif á skýtinguna og notkun þeirra í vísindum og tækni.

Ljósgeislareinkomi

Ljósgeislareinkomi er ferli þegar geislar eru skýttir úr efni þegar það er álagt við ljós með nægilegum tíðni eða afl. Efnið getur verið mál, sement, eða hvaða efni sem er með óbundið eða laust bundið yfirborðsgeisla. Ljósið getur verið sjónauðsins, ultravítt, eða röntgenstraular, eftir efna arbetsfögnuð.

Arbetsfögnuð er skilgreint sem minnstu orku sem þarf til að fjarlægja geisla frá yfirborði efna. Mælt er í elektrónvoltum (eV), þessi orkueining lýsir orku sem elektrón fær þegar hann fer gegnum einn volt spenna. Arbetsfögnuð breytist eftir efnaviðgerð og stöðu, venjulega liggur hún milli 2 og 6 eV fyrir málm.

Þegar ljósið með tíðni f eða lengd bili λ skýtur á yfirborð efna, mun hver ljóspartícul (eða kvanta af ljósi) hafa orku E sem gefin er með

E=hf=λhc

þar sem h er Plancks fasti (6.626 x 10^-34 J s), og c er ljóshraði (3 x 10^8 m/s). Ef ljóspartículsorkun E er meiri en eða jafn á arbetsfögnuð W efnisins, þá getur ljóspartícul flutt orku sína yfir á geisla á yfirborðinu, og geislinn getur skýtt úr efninu með nokkrum kynningarafl K sem gefið er með

K=E−W=hf−W

Geislarnir sem eru skýttir út á þennan hátt eru kölluð ljósgeislar, og þeir mynda ljósgeislaströmu sem má mæla með því að tengja efnið við ytri straumkerfi.

Arbetsfögnuð

Arbetsfögnuð er minnstu orka sem þarf til að fjarlægja geisla frá efni, sem hefur áhrif á ljósgeislaútskýtingu.

Staðbundin útskýting

Útskýting ljósgeisla er staðbundið og fer eftir ljóstiðni, ekki styrk.

Notkun

Ljósgeisla- eða sólgeislaorð: Þetta eru tæki sem snúa ljósafl í elektrískt afl með hjálp ljósgeislaeinkomunnar. Þau bestuðu af sementefni ( eins og silícium ) sem absorberar ljóspartícula og skýtur út ljósgeisla, sem svo safnað eru af elektrodum og mynda elektrísku straumu.

Ljósgeisla- fjölmeðlag: Þetta eru tæki sem sterkja veikt ljóssignala með hjálp raðar af elektrodum sem skýta út sekunda geisla þegar þeir eru skýttir af ljósgeisla. Þau eru notað í detektörum fyrir straling, spektroskópi, stjörnufræði og lyfjafræði.

Ljósgeislaspektróskópi:

Þetta er aðferð sem notar ljósgeisla til að greina efna sameiningu og elektrónlega skipulag. Það inniheldur að skýta ljóspartículastrálu ( eins og röntgen eða UV ljós ) á próf og mæla kynningarafl og hornskipulag skýttra ljósgeisla. Með notkun orkuvarnar reglu, getur bindivirkja ljósgeisla verið reiknuð, sem endurspeglar orkuleika atómanna og molekúla í prófinu. Ljósgeislaspektróskópi getur gefið upplýsingar um valens- og kjarna geisla, molekúlskekkjubind, efna bindi og yfirborðseiginleika efna. Ljósgeislaspektróskópi er víðtæk notað í eðlisfræði, efnafræði, líffræði og efnafræði.

Samantekt

Í þessari grein höfum við lært um ljósgeisla og notkun þeirra. Ljósgeislar eru geislar sem skýtu úr efni þegar það absorberar ljósafl yfir ákveðinn grunnlímtíðni.

Fyrirbrigðið ljósgeislaútskýting er kölluð ljósgeislareinkomi, og styrkar kvantateori ljóss og efna. Ljósgeislareinkomi hefur nokkur karakteristískar eiginleika sem fer eftir ljóstiðni og styrk, arbetsfögnuð efnisins og kynningarafl ljósgeisla.

Ljósgeislar geta verið notað til að rannsaka elektrónlega skipulag og efna sameiningu með mismunandi aðferðum ljósgeislaspektróskópis, eins og röntgen ljósgeislaspektróskópi (XPS), ultravítt ljósgeislaspektróskópi (UPS), hornskipulagsljósgeislaspektróskópi (ARPES), tvö ljóspartícula ljósgeislaspektróskópi (2PPE) og ómælanlegt ultravítt ljósgeislaspektróskópi (EUPS).

Ljósgeislaspektróskópi er mikilvægt tól til að skilja eiginleika og samverkan atóma og molekúla í mismunandi efnaviðgerð.