Фотоэлектрондар не?

Фотоэлектрондер деген не?

Фотоэлектрондың анықтамасы

Фотоэлектрон - бұл материал жарық энергиясын қабылдай түрінде шығатын электрон. Бұл шығу процесі фотоэлектр эффект деп аталады және жарық пен заттың кванттық қасиеттеріне негізделген маңызды дәлел болып табылады. Бұл мақалада фотоэлектрондар деген не, олар қалай пайда болады, шығуына әсер етуші факторлар, олардың илинау мен техника өнеркәсібіндегі қолданылуы туралы айтылады.

Фотоэлектр Эффекті

Фотоэлектр эффекті - бұл материалға жеткілікті дауыс немесе энергиясы бар жарық табысты қабылдағанда электрондардың шығуы. Материал металл, полупроводник немесе бос же жұмсақ бейтараптағы электрондары бар кез-келген зат болуы мүмкін. Жарық көрулік, ультрафиолет немесе рентген сияқты болуы мүмкін, бұл материалдың иш функциясына байланысты.

Иш функциясы - бұл электронды материалдың бетінен алып тастау үшін қажет болатын минималды энергия. Ол электронтар вольт (еV) өлшем бірлігімен өлшенеді, бұл электрондың бір вольт потенциалдық айырмашылыққа өту арқылы алған энергияны білдіреді. Иш функциясы материалдың түрі мен абалына байланысты өзгереді, металдар үшін көбінесе 2-ден 6 eV аралығында болады.

Егер f дауысқа немесе λ доңғылыққа тең жарық материалдың бетіне түстік, әр фотон (немесе жарық квант) E энергиясын тасымалдайды:

E=hf=λhc

мұнда h - Планк константасы (6.626 x 10^-34 J s), c - жарықтың жылдамдығы (3 x 10^8 m/s). Егер фотондың энергиясы E материалдың W иш функциясынан үлкен немесе тең болса, онда фотон өзінің энергиясын материалдың бетіндегі электронға беруге мүмкіндікке ие, электрон материалдан кейбір кинетикалық энергия K мен шығуы мүмкін:

K=E−W=hf−W

Осылай шығатын электрондар фотоэлектрондар деп аталады, олар фотовидео ток құрайды, оны материалды внешкі цепьге қосу арқылы өлшенуі мүмкін.

Иш Функциясы

Иш функциясы - бұл материалдан электронды алып тастау үшін қажет болатын минималды энергия, фотоэлектронды шығаруды әсер етеді.

Моменттік Шығу

Фотоэлектрондардың шығуы моменттік болып, жарықтың дауысына, емес интенсивтігіне байланысты.

Қолданылуы

Фотоэлектр элементтері немесе солнечные батареи: Бұл фотоэлектр эффектін қолданып, жарық энергиясын электр энергиясына айналдыратын құрылғылар. Олар силикон сияқты полупроводник материалдан тұрады, фотондарды қабылдап, фотоэлектрондарды шығаратын, оларды электродтармен жинау арқылы электр ток құрайды.

Фотомультипликаторлық трубкалар: Бұл жұқа жарық сигналдарын фотоэлектрондармен шығарылатын электродтар сериясы арқылы көбейтетін құрылғылар. Олар радиация детекторлары, спектроскопия, астрономия және медициналық суреттеулерде қолданылады.

Фотоэлектрон спектроскопиясы:

Бұл материалдың химиялық құрамы мен электрондық структурасын фотоэлектрондарды қолданып талдау ықтималдығы. Ол X-сияқты немесе УФ жарық фотондарының күйін мысалға қойып, шығатын фотоэлектрондардың кинетикалық энергиясы мен бұрыштық таралуын өлшенеді. Энергия сақталу принципін қолдану арқылы фотоэлектрондардың байланыс энергиясы есептеледі, бұл материалдың атомдары мен молекулаларының энергия деңгейлерін білдіреді. Фотоэлектрон спектроскопиясы материалдың валентті және ядро электрондары, молекулалық орбиталары, химиялық байланыстары және бет қасиеттері жөнінде ақпарат береді. Фотоэлектрон спектроскопиясы физикада, химияда, биологияда және материалдар ғыбында кеңінен қолданылады.

Жалпысынан

Бұл мақалада біз фотоэлектрондар және олардың қолданылуы туралы үйрендік. Фотоэлектрондар - бұл материалдың белгілі бір аралық дауысқа жарық энергиясын қабылдағанда шығатын электрондар.

Фотоэлектрондарды шығару процессі фотоэлектр эффект деп аталады, ол жарық және заттың кванттық теориясына негізделген. Фотоэлектр эффекті жарықтың дауысы мен интенсивтігіне, материалдың иш функциясына және фотоэлектрондың кинетикалық энергиясына байланысты қарапайым өзгешеліктері бар.

Фотоэлектрондар X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), ultraviolet photoelectron spectroscopy (UPS), angle-resolved photoelectron spectroscopy (ARPES), two-photon photoelectron spectroscopy (2PPE), extreme-ultraviolet photoelectron spectroscopy (EUPS) сияқты фотоэлектрон спектроскопиясының арқылы материалдың электрондық структурасы мен химиялық құрамын зерттеу үшін қолданылады.

Фотоэлектрон спектроскопиясы атомдар мен молекулалардың қасиеттері мен әртүрлі зат стандаларындағы әрекеттерін түсіну үшін маңызды құрал болып табылады.