இத்திர விளக்குகள் என்ன?

போட்டோ எலக்ட்ரான்கள் என்றால் என்ன?

போட்டோ எலக்ட்ரான் வரையறை

போட்டோ எலக்ட்ரான் என்பது, ஒரு பொருள் ஒளி ஆற்றலை ஏற்றுமதியாக உள்ளடக்கிய போது அதிலிருந்து வெளியே விடும் எலக்ட்ரான் ஆகும். இந்த விடுதல் செயல்முறை போட்டோ விதியாக அழைக்கப்படுகிறது, இது ஒளியின் மற்றும் பொருளின் குவாண்டம் தன்மைக்கு முக்கிய சான்று வழங்குகிறது. இந்த கட்டுரை போட்டோ எலக்ட்ரான்கள் என்றால் என்ன, அவை எவ்வாறு உருவாகின்றன, அவற்றின் விடுதலை சாத்தியமாக்கும் காரணிகள், மற்றும் அவற்றின் அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப பயன்பாடுகள் என்பதை விளக்கும்.

போட்டோ விதி

போட்டோ விதி என்பது, ஒரு பொருள் போதுமான அதிர்வெண்ணுடன் அல்லது ஆற்றலுடன் ஒளியின் காவலில் இருந்து எலக்ட்ரான்கள் விடுமதியாக வெளியே விடும் செயல்முறையாகும். இந்த பொருள் மெதல், அரைத்தடிக்கை அல்லது மேலே விடப்பட்ட அல்லது இலகு உறியப்பட்ட மேற்பரப்பு எலக்ட்ரான்களை கொண்ட எந்த பொருளும் இருக்கலாம். ஒளி காணக்கூடிய, அல்ட்ராவயாலெட், அல்லது X-விழிப்பு ஆக இருக்கலாம், இது பொருளின் வேல் செயல்பாட்டைப் பொறுத்தது.

வேல் செயல்பாடு என்பது, ஒரு பொருளின் மேற்பரப்பிலிருந்து எலக்ட்ரான் விடுமதியாக வெளியே விடுவதற்கு தேவையான குறைந்தபட்ச ஆற்றலைக் குறிக்கும். இது எலக்ட்ரான் வோல்ட்களில் (eV) அளவிடப்படுகிறது, இது ஒரு எலக்ட்ரான் ஒரு வோல்ட் விசை வேறுபாட்டை கடந்து செல்வதில் பெறும் ஆற்றலைக் குறிக்கிறது. வேல் செயல்பாடு பொருளின் வகையும் நிலையும் பொறுத்து மாறும், மெதல்களுக்கு பொதுவாக 2 முதல் 6 eV வரை இருக்கும்.

ஒரு பொருளின் மேற்பரப்பில் f அதிர்வெண்ணுடன் அல்லது λ அலகு நீளத்துடன் ஒளி தாக்கும்போது, ஒவ்வொரு ஃபோட்டான் (அல்லது ஒளியின் குவாண்டம்) ஒரு E ஆற்றலை கொண்டிருக்கும்

E=hf=λhc

இங்கு h என்பது பிளாங்கின் மாறிலி (6.626 x 10^-34 J s), c என்பது ஒளியின் வேகம் (3 x 10^8 m/s). ஃபோட்டான் ஆற்றல் E பொருளின் வேல் செயல்பாட்டின் W அதிகமாக அல்லது சமமாக இருந்தால், ஃபோட்டான் அதன் ஆற்றலை மேற்பரப்பில் உள்ள எலக்ட்ரானுக்கு கொடுக்கலாம், அதன் பின்னர் எலக்ட்ரான் சில அதிசை ஆற்றல் K உடன் பொருளிலிருந்து விடுமதியாக வெளியே விடலாம்

K=E−W=hf−W

இந்த வகையில் விடுமதியாக வெளியே விடப்படும் எலக்ட்ரான்கள் போட்டோ எலக்ட்ரான்கள் எனப்படும், அவை ஒரு போட்டோ விதி விளைவாக வெளியிடப்படும் விளைவாக ஒரு வைதிய காற்றை உருவாக்கும், இதனை பொருளை வெளியில் இணைத்து அளவிட முடியும்.

வேல் செயல்பாடு

வேல் செயல்பாடு என்பது, ஒரு பொருளிலிருந்து எலக்ட்ரான் விடுமதியாக வெளியே விடுவதற்கு தேவையான குறைந்தபட்ச ஆற்றலாகும், இது போட்டோ எலக்ட்ரான் விடுதலை சாத்தியமாக்கும்.

நேரடியான விடுதல்

போட்டோ எலக்ட்ரான் விடுதல் நேரடியானது மற்றும் ஒளியின் அதிர்வெண்ணை அடிப்படையாக வைத்து இருக்கும், அதன் தீவிரத்தை அடிப்படையாக வைத்து இருக்காது.

பயன்பாடுகள்

போட்டோ விதி செல்கள் அல்லது சூரிய செல்கள்: இவை போட்டோ விதியை பயன்படுத்தி ஒளியின் ஆற்றலை விளையாட்டு ஆற்றலாக மாற்றும் சாதனங்களாகும். இவை ஒளியை ஏற்றுமதியாக உள்ளடக்கும் ஒரு அரைத்தடிக்கை பொருள் (சிலிக்கான் போன்றவை) மற்றும் அதிலிருந்து விடுமதியாக வெளியே விடும் போட்டோ எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன, இவை எலக்ட்ரோட்டுகளால் கூட்டப்படும் போது ஒரு விளையாட்டு காற்றை உருவாக்கும்.

போட்டோ மல்டிப்லையர் தொப்பிகள்: இவை போட்டோ எலக்ட்ரான்களால் தாக்கப்படும்போது இரண்டாம் எலக்ட்ரான்களை விடுமதியாக வெளியே விடும் ஒரு தொடரான எலக்ட்ரோட்டுகளை பயன்படுத்தி இலைவான ஒளியின் குறியை விரிவாக்கும் சாதனங்களாகும். இவை விளையாட்டுகள், பார்வைக் கணிதம், வானியல், மற்றும் மருத்துவ படவைகள் போன்ற தொலைநோக்கிகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

போட்டோ எலக்ட்ரான் பெக்ட்ரோஸ்கோபி:

இது போட்டோ எலக்ட்ரான்களை பயன்படுத்தி பொருளின் வேதியியல் அமைப்பு மற்றும் விளையாட்டு அமைப்பை பகுப்பாய்வு செய்யும் ஒரு முறையாகும். இது ஒளியின் ஒளி கதிர்கள் (X-விழிப்பு அல்லது UV ஒளி) ஒரு மாதிரியில் விடுமதியாக வெளியே விடும் போட்டோ எலக்ட்ரான்களின் அதிசை ஆற்றல் மற்றும் கோண விநியோகத்தை அளவிடும். ஆற்றல் பாதுகாப்பு தத்துவத்தை பயன்படுத்தி, போட்டோ எலக்ட்ரான்களின் பிணைப்பு ஆற்றலைக் கணக்கிடலாம், இது மாதிரியில் உள்ள அணுக்கள் மற்றும் அணுக்குகளின் ஆற்றல் அளவுகளை பிரதிபலிக்கிறது. போட்டோ எலக்ட்ரான் பெக்ட்ரோஸ்கோபி, விளையாட்டு எலக்ட்ரான்கள், அணுக்கு இயங்குகள், வேதியியல் பிணைப்புகள், மற்றும் பொருளின் மேற்பரப்பு பண்புகள் போன்ற தகவல்களை வழங்குகிறது. போட்டோ எலக்ட்ரான் பெக்ட்ரோஸ்கோபி, இயற்பியல், வேதியியல், உயிரியல், மற்றும் பொருள் அறிவியல் போன்ற துறைகளில் பரவலாக பயன்படுத்தப்படுகிறது.

மீறல்

இந்த கட்டுரையில், போட்டோ எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் அவற்றின் பயன்பாடுகள் பற்றி நாம் கற்றோம். போட்டோ எலக்ட்ரான்கள் என்பது, ஒரு பொருள் ஒளியின் ஆற்றலை ஏற்றுமதியாக உள்ளடக்கும்போது அதிலிருந்து விடுமதியாக வெளியே விடும் எலக்ட்ரான்களாகும்.

போட்டோ எலக்ட்ரான் விடுதல் என்பது போட்டோ விதி என்று அழைக்கப்படுகிறது, இது ஒளியின் மற்றும் பொருளின் குவாண்டம் தன்மைக்கு முக்கிய சான்று வழங்குகிறது. போட்டோ விதி, ஒளியின் அதிர்வெண் மற்றும் தீவிரத்து, பொருளின் வேல் செயல்பாடு, மற்றும் போட்டோ எலக்ட்ரானின் அதிசை ஆற்றல் ஆகியவற்றின் சார்பான சில முக்கிய அம்சங்களை கொண்டிருக்கும்.

போட்டோ எலக்ட்ரான்கள், X-விழிப்பு போட்டோ எலக்ட்ரான் பெக்ட்ரோஸ்கோபி (XPS), அல்ட்ராவயாலெட் போட்டோ எலக்ட்ரான் பெக்ட்ரோஸ்கோபி (UPS), கோண விநியோக போட்டோ எலக்ட்ரான் பெக்ட்ரோஸ்கோபி (ARPES), இரண்டு-ஃபோடான் போட்டோ எலக்ட்ரான் பெக்ட்ரோஸ்கோபி (2PPE), மற்றும் அதிக அல்ட்ராவயாலெட் போட்டோ எலக்ட்ரான் பெக்ட்ரோஸ்கோபி (EUPS) போன்ற போட்டோ எலக்ட்ரான் பெக்ட்ரோஸ்கோபி முறைகளை பயன்படுத்தி பொருளின் விளையாட்டு அமைப்பு மற்றும் வேதியியல் அமைப்பை பற்றி ஆராய முடியும்.

போட்டோ எலக்ட்ரான் பெக்ட்ரோஸ்கோபி, அணுக்கள் மற்றும் அணுக்குகளின் பண்புகள் மற்றும் தொடர்புகளை வெவ்வேறு பொருளின் நிலைகளில் புரிந்து கொள்வதற்கு ஒரு முக்கிய உத்தி ஆகும்.