ఫోటో ఇలక్ట్రాన్స్ ఏంటి?

ఫోటో ఇలక్ట్రాన్స్ ఏంటి?

ఫోటో ఇలక్ట్రాన్ నిర్వచనం

ఫోటో ఇలక్ట్రాన్ అనేది ఒక పదార్థం ప్రకాశ శక్తిని ఆకర్షించడం వల్ల విడుదల చేయబడే ఇలక్ట్రాన్. ఈ విడుదల ప్రక్రియను ఫోటోఇలక్ట్రిక్ ప్రభావం అంటారు, ఇది ప్రకాశం మరియు పదార్థం యొక్క క్వాంటం స్వభావాన్ని తెలియజేయు ప్రమాణం. ఈ రచన ఫోటో ఇలక్ట్రాన్స్ ఏంటి, వాటి ఎలా ఉత్పత్తి అయ్యేవి, వాటి విడుదలకు ప్రభావపు కారకాలు, మరియు వాటి విజ్ఞాన మరియు టెక్నాలజీలో ఉపయోగాలను వివరిస్తుంది.

ఫోటోఇలక్ట్రిక్ ప్రభావం

ఫోటోఇలక్ట్రిక్ ప్రభావం అనేది ఒక పదార్థం ప్రకాశం యొక్క ప్రయోజనాన్ని లేదా శక్తిని ప్రాప్తి చేసినప్పుడు ఇలక్ట్రాన్స్ విడుదల అయే ప్రక్రియ. ఈ పదార్థం మెటల్, సెమికాండక్టర్, లేదా ముఖ్యంగా ఉపయోగించే స్వీయ లేదా దృష్టిగా బాధ్యమైన ఇలక్ట్రాన్స్ గల ఏదైనా పదార్థం అవుతుంది. ప్రకాశం దృశ్యం, అల్ట్రావయోలెట్, లేదా ఎక్స్-రే అవుతుంది, పదార్థం యొక్క వర్క్ ఫంక్షన్ ఆధారంగా.

వర్క్ ఫంక్షన్ అనేది ఒక పదార్థం యొక్క ముఖం నుండి ఇలక్ట్రాన్ను తొలగించడానికి అవసరమైన కనీస శక్తి. ఈ శక్తిని ఇలక్ట్రాన్ వోల్ట్ పోటెన్షియల్ వ్యత్యాసం ద్వారా ప్రాప్తం అయే శక్తి యొక్క యూనిట్ (ఇలక్ట్రాన్ వోల్ట్)లో కొలవబడుతుంది. వర్క్ ఫంక్షన్ పదార్థం యొక్క రకం మరియు పరిస్థితిపై ఆధారపడి, మెటల్‌లకు సాధారణంగా 2 నుండి 6 ఇలక్ట్రాన్ వోల్ట్ వరకు ఉంటుంది.

పదార్థం యొక్క ముఖంపై ఆవృతం అవుతున్న ప్రకాశం యొక్క తరంగదైర్ఘ్య f లేదా తరంగాంగం λ అయినప్పుడు, ప్రతి ఫోటన్ (లేదా ప్రకాశం యొక్క క్వాంటం) E శక్తిని కలిగి ఉంటుంది

E=hf=λhc

ఇక్కడ h అనేది ప్లాంక్ స్థిరాంకం (6.626 x 10^-34 J s), c అనేది ప్రకాశ వేగం (3 x 10^8 m/s). మీరు ఫోటన్ శక్తి E పదార్థం యొక్క వర్క్ ఫంక్షన్ W కంటే ఎక్కువ లేదా సమానం అయినప్పుడు, ఫోటన్ తన శక్తిని పదార్థం యొక్క ముఖంపై ఉన్న ఇలక్ట్రాన్కు నుండి మార్చవచ్చు, మరియు ఇలక్ట్రాన్ కొన్ని కైనెటిక్ శక్తి K తో పదార్థం నుండి విడుదల అవుతుంది

K=E−W=hf−W

ఈ విధంగా విడుదల అయే ఇలక్ట్రాన్స్ ను ఫోటో ఇలక్ట్రాన్స్ అంటారు, వాటి యొక్క ఫోటోకరెంట్ ప్రాప్తం అవుతుంది, పదార్థం ను బాహ్య సర్క్యూట్‌కు కనెక్ట్ చేయడం ద్వారా కొలవచ్చు.

వర్క్ ఫంక్షన్

వర్క్ ఫంక్షన్ అనేది ఒక పదార్థం యొక్క ముఖం నుండి ఇలక్ట్రాన్ను తొలగించడానికి అవసరమైన కనీస శక్తి, ఇది ఫోటో ఇలక్ట్రాన్ విడుదలకు ప్రభావం చేస్తుంది.

స్థితియంతర విడుదల

ఫోటో ఇలక్ట్రాన్స్ విడుదల స్థితియంతరంగా జరుగుతుంది, ఇది ప్రకాశం యొక్క తరంగదైర్ఘ్యపై ఆధారపడి ఉంటుంది, కానీ ప్రకాశం యొక్క తీవ్రతపై ఆధారపడదు.

వినియోగాలు

ఫోటోఇలక్ట్రిక్ సెల్స్ లేదా సోలర్ సెల్స్: ఈ పరికరాలు ఫోటోఇలక్ట్రిక్ ప్రభావం ఉపయోగించి ప్రకాశ శక్తిని విద్యుత్ శక్తికి మార్చే పరికరాలు. వాటిలో ఫోటన్లను అందించే సెమికాండక్టర్ పదార్థం (ఉదాహరణకు సిలికాన్) ఉంటుంది, మరియు ఫోటో ఇలక్ట్రాన్స్ విడుదల అవుతాయి, వాటిని ఎలక్ట్రోడ్లు సేకరిస్తాయి, మరియు విద్యుత్ ప్రవాహం ఏర్పడుతుంది.

ఫోటోమల్టిప్లయర్ ట్యూబ్స్: ఈ పరికరాలు ప్రకాశ శక్తి యొక్క దుర్బల సంకేతాలను ఫోటో ఇలక్ట్రాన్స్ ద్వారా సేకరించి పెంచే పరికరాలు. వాటిలో ఫోటో ఇలక్ట్రాన్స్ యొక్క ప్రభావం వల్ల సేకరించిన ఎక్ట్రోడ్లు ఉంటాయి. వాటిని వికిరణ డిటెక్టర్లు, స్పెక్ట్రోస్కోపీ, అంతరిక్ష శాస్త్రం, మరియు మెదడు చిత్రణలో ఉపయోగిస్తారు.

ఫోటోఇలక్ట్రాన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ:

ఇది ఫోటో ఇలక్ట్రాన్స్ ఉపయోగించి పదార్థాల రసాయన సంస్థితి మరియు విద్యుత్ సంస్థితిని విశ్లేషించడానికి ఉపయోగించే పద్ధతి. ఇది ఒక నమూనాను ప్రకాశ బింబాలు (ఉదాహరణకు X-రేస్ లేదా UV ప్రకాశం) తో ప్రకాశించడం మరియు విడుదల అయే ఫోటో ఇలక్ట్రాన్స్ యొక్క కైనెటిక్ శక్తి మరియు కోణీయ విభజనను కొలవడం ద్వారా చేయబడుతుంది. శక్తి సంరక్షణ సిద్ధాంతం ద్వారా, ఫోటో ఇలక్ట్రాన్స్ యొక్క బాండింగ్ శక్తిని లెక్కించవచ్చు, ఇది నమూనాలో ప్రమాణాలు మరియు అణువుల యొక్క శక్తి స్థాయిలను ప్రతిబింబిస్తుంది. ఫోటోఇలక్ట్రాన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ పదార్థాల వాలెన్స్ మరియు కోర్ ఇలక్ట్రాన్స్, మాలెక్యులర్ ఓర్బిటల్స్, రసాయన బంధాలు, మరియు ప్రస్తరాల గుణాల గురించి సమాచారం ఇచ్చే పద్ధతి. ఫోటోఇలక్ట్రాన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ భౌతిక శాస్త్రం, రసాయన శాస్త్రం, జీవ శాస్త్రం, మరియు పదార్థ శాస్త్రంలో వ్యాపకంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

సారాంశం

ఈ రచనలో, మేము ఫోటో ఇలక్ట్రాన్స్ మరియు వాటి వినియోగాల గురించి నేర్చుకున్నాము. ఫోటో ఇలక్ట్రాన్స్ అనేవి పదార్థం ప్రకాశ శక్తిని ఆకర్షించడం వల్ల విడుదల అయే ఇలక్ట్రాన్స్.

ఫోటో ఇలక్ట్రాన్ విడుదల ప్రక్రియను ఫోటోఇలక్ట్రిక్ ప్రభావం అంటారు, ఇది ప్రకాశం మరియు పదార్థం యొక్క క్వాంటం స్వభావాన్ని మద్దతు ఇస్తుంది. ఫోటోఇలక్ట్రిక్ ప్రభావం కొన్ని వైపులా లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది, ఇవి ప్రకాశం యొక్క తరంగదైర్ఘ్య, తీవ్రత, పదార్థం యొక్క వర్క్ ఫంక్షన్, మరియు ఫోటో ఇలక్ట్రాన్ యొక్క కైనెటిక్ శక్తిపై ఆధారపడి ఉంటాయి.

ఫోటో ఇలక్ట్రాన్స్ X-రే ఫోటోఇలక్ట్రాన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (XPS), అల్ట్రావయోలెట్ ఫోటోఇలక్ట్రాన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (UPS), కోణం వ