Quid sunt Photo Electrones

Quid sunt Photoelectrones?

Definitio Photoelectronis

Photoelectro est electron emittens ex materia quando absorbet energiam luminis. Hoc processus emissionis dicitur effectus photoelectricus et praebet indicium clavem de natura quantica luminis et materiæ. Hoc articulus explicabit quid sint photoelectrones, quomodo producantur, factores afficientes eorum emissionem, et eorum applicationes in scientia et technologia.

Effectus Photoelectricus

Effectus photoelectricus est processus ubi electrones emittuntur ex materia quando exponitur ad lumen sufficientis frequentiæ vel energiæ. Materia potest esse metallum, semiconductorem, aut ullum corpuscum cum electronibus liberi sive laxius alligatis superfaciei. Lumen potest esse visibile, ultraviolet, aut X-ray, secundum functionem operativam materialis.

Function operativa definitur ut minimum energiæ necessaria ad removendum electronem ex superficie materialis. Mensurata in electronvoltis (eV), haec unitas energiæ repraesentat energiam acquisitam ab electrono movente per differentiam potentialis univoltalem. Function operativa variat cum typo et conditione materialis, solito inter 2 et 6 eV pro metallis.

Cum lumen frequentiæ f aut longitudinis λ percutit superficiem materialis, unusquilibet photon (aut quantum luminis) portat energiam E datam per

E=hf=λhc

ubi h est constantia Planck (6.626 x 10^-34 J s), et c est velocitas luminis (3 x 10^8 m/s). Si energiam photonis E est maior vel aequalis functioni operativæ W materialis, tunc photon potest transferre suam energiam ad electronem superfaciei, et electron potest effugere ex materiali cum quadam energia cinetica K data per

K=E−W=hf−W

Electrones qui sic emittuntur vocantur photoelectrones, et formant photocurrentem quae mensurari potest connectendo materialis ad circuitum externum.

Function Operativa

Function operativa est minimum energiæ necessaria ad removendum electronem ex materia, affectans emissionem photoelectronis.

Emissio Instantanea

Emissio photoelectronis est instantanea et dependet a frequentia luminis, non a sua intensitate.

Applicationes

Cellulae photoelectricæ aut cellulae solares: Haec sunt dispositiva quae convertunt energiam luminis in electricam per usum effectus photoelectricis. Consistunt ex materia semiconductrice (sicut silicium) quae absorbet photones et emittit photoelectrones, qui tunc collectantur per electrodos et formant currentem electricum.

Tubuli photomultiplicatores: Haec sunt dispositiva quae amplificant signa luminum debilia per usum seriei electrodorum quae emittunt electrones secundarios quando colliuntur a photoelectrones. Utiuntur in detectoribus radiationis, spectroscopia, astronomia, et imaginando medico.

Spectroscopia Photoelectronica:

Haec est technica quae utitur photoelectronibus ad analysandum compositionem chemicam et structuram electronicam materialium. Involvit irradiationem fasciculi photonicum (sicut X-ray sive UV light) in exemplar et mensurationem energiæ cineticæ et distributionis angularis photoelectronum emissorum. Per principium conservationis energiæ, binding energy photoelectronum calculari potest, quod reflectit niveles energiæ atomorum et molecularum in exemplari. Spectroscopia photoelectronica potest præbere informationem de valentibus et core electronibus, orbitalibus molecularibus, ligamentis chemicis, et proprietatibus superficialibus materialium. Spectroscopia photoelectronica late utitur in physica, chemia, biologia, et scientia materialium.

Summa

In hoc articulo didicimus de photoelectronibus et eorum applicationibus. Photoelectrones sunt electrones qui emittuntur ex materia quando absorbet energiam luminis supra certam frequentiam limitem.

Phenomenon emissionis photoelectronis dicitur effectus photoelectricus, et supportat theoria quantica luminis et materiæ. Effectus photoelectricus habet quaedam characteristica quae dependent a frequentia et intensitate luminis, functione operativa materialis, et energia cinetica photoelectronis.

Photoelectrones possunt uti ad studium structuræ electronicæ et compositionis chemicæ materialium per varias technicas spectroscopiæ photoelectronicae, sicut X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), ultraviolet photoelectron spectroscopy (UPS), angle-resolved photoelectron spectroscopy (ARPES), two-photon photoelectron spectroscopy (2PPE), et extreme-ultraviolet photoelectron spectroscopy (EUPS).

Spectroscopia photoelectronica est instrumentum importantissimum ad intelligendum proprietates et interactiones atomorum et molecularum in diversis statibus materiæ.