фотоемисионна
Наименование на работа: емисии Photoelectron. Столетов закони и Айнщайн. теория на фотоемисионна
Тема площ: Физика
Описание: Лекция № 11. Photoelectron емисии. Столетов закони и Айнщайн. Теория на фотоемисионна. крива Фаулър. фотоемисионна приложение в областта. Фотокатоди. XI. Photoelectron емисии. 11.1. В законите на фотоефекта. Най-общо, фотоелектричния ефект е появата на или промяна
Размер на файла: 476 KB
изтеглен на работа: 42-ма души.
Photoelectron емисии. Столетов закони и Айнщайн. Теория на фотоемисионна. крива Фаулър. фотоемисионна приложение в областта. Фотокатоди.
XI. Photoelectron емисии.
§ 11. 1. Закони фотоефект.
Най-общо фотоефект # 150; Това явление или промяна в електронен ток във веригата под действието на инцидент на един от елементите на електромагнитно лъчение верига (лъч). Вътрешен фотоефект се появява, за да промените съпротивлението на полупроводник? Не? KOV поради появата на допълнителни проводни електрони. външен фотоефект # 150; Това емисии фотоелектронна, т.е. електрон емисии твърдо под действието на падащата светлина. Фотоелектричния ефект е бил открит от Херц през 1887 година, но най-вече, че не се интересува, и в областта на изследването на фотоелектричния ефект е проведено от професор Столетов в Московския университет от 1888 до 18890 години. В резултат на това, науката име Stoletova е в две имена: "Законът Столетов" и "Столетов ефект". Закона Stoletova формулирани както следва: "броя на излъчвани електрони, т.е. Picture? Е? Ню Йорк ток в режим на насищане е пряко пропорционално на интензивността на излъчване, т.е. инцидент на емитерния ток: ". Столетов ефект, тъй като се оказа,
е нямат директна връзка с фотоелектричния ефект, но оборудване за намаляване на налягането, създадено от възможност да се изследва зависимостта на тока в пропастта по освобождаване от отговорност се генерира, електрони fotoemis? тези, налягането на газа и да се установи, че се първите се увеличава с намаляването на тока налягане на изхода след това минава през максимум и започне да спада (ris.11.1). Но това се отнася до свойствата на зареждане на газ, а не да фотоемисионна. Вторият закон на фотоемисионна разглежда закона на Айнщайн: "максималната енергия на фотоелектроните е право пропорционална на честотата на излъчване. и зависи
покриви? на честотата. " Този модел е създаден експериментално от Ленард през 1899. Но Айнщайн обясни това явление и затова законът кръстен на него. Ако законът Столетов намери обяснение от гледна точка на класическата теория на вълната на светлината, моделът Ленард не намери обяснение, защо Айнщайн е трябвало да се въведе понятието физиката на фотони # 150; светлина кванти. Наистина, ако приемем, че електрон като енергия W. може да абсорбира светлинната енергия само под формата на гама-квант. неговата енергия е да се преодолее потенциалната бариера и кинетичната енергия на електрона. Най-голямата кинетична енергия ще има фотоелектроните, които имат най-висока енергия в метала, температурата на метал при максимална енергия на електроните в метала, равна на енергията на Ферми. След това. Това е форма на закона на Айнщайн. Този закон следва концепцията за честотата на прекъсване # 150; минималната честота на лъчението, което води фотоемисионна. за фотоелектричния необходимо да се облъчва метална повърхност вълни с честота. Или иначе показва наличието на дълга дължина на вълната (червено) на границата на радиация спектър, причинявайки фотоелектричния ефект. Въпреки че състоянието е получена за. това важи и за температурата в помещението, тъй като броя на електроните, които имат енергия по-голяма. при стайна температура е много малък.
В допълнение към тези два закона по-късно експериментално е установено, някои закономерности. Например:
- Radiant фотоефект # 150; Появява фототока и изчезва почти веднага с осветление, времето на забавяне е по-малко, отколкото е;
- "Умора без" по отношение на металната фотоемисионна;
- "Селективност" на фотоефекта # 150; с увеличаване на фоточувствителност минава през максимум.
За описание на най-новите закони трябва да се въведат някои дефиниции. Спектрални характеристики на фотокатодът се нарича зависимостта на фототока. чувствителност фотоелектронна # 150; съотношението на фототока на потока на радиация. За характеристиките на фоточувствителност понякога използват концепцията за квантов добив на фотокатода # 150; брой от една гама квантови електрони. за чисти метали квантов добив.
Спектралната чувствителност: използва за определяне на честотния диапазон, в който фотоелектричния ефект е максимална (ris.11.2).
спектралната чувствителност на спада поради намаляване на вероятността за абсорбция на гама квантовата електрон.
Най-основните от преразгледани законите на фотоефекта е законът на Айнщайн, така че той да го проверяват по-задълбочено. електрон излизане дълбочина от метал е много слоеве от атомни, обаче, губи своята маршрут на енергийните фотоелектроните напускащи металите имат разпределение на енергията от нула до максимална стойност, определена от Айнщайн право.
Разпределението на енергия на фотоелектроните може да се определи експериментално чрез забавяне потенциал. За да се съберат всички анодни фотоелектроните в експерименти Lukirsky Prelizhaeva и се използва като катод и анод на топката под формата на концентрични сфери катод, през тесен отвор, който доставя на електронно лъчевата лъч (ris.11.3). Ако подава отрицателно забавящо потенциал анод, след анода ще достигне само електроните, началната енергия по-голяма от тази на потенциал бариера. На първо място, методът за забавяне потенциал може да се използва за определяне на фотоелектричния праг. Запазването на потенциала, с която фототок става нула, тя се определя от отношението. т.е. определя от разликата между честотата на гама квант и фотоелектричния прекъсваща честота С за даден материал: U S = Н ( - в) / е. Стойност U S.
определя за различни честоти облъчване. лежат на една права линия, който е точката на пресичане с оста х дава прекъсваща честота т. Разликата между текущите стойности на две потенциал U и забавяне (U + U ) дава броят на фотоелектроните, чиято енергия тръгване от катода е в границите от - ЕС да - д (U + U) (ris.11.4). Така експериментално определена от разпределението на електронна енергия.
§ 11. 2. Теорията на Фаулър.
Основни закони на PV метали са добре описани от Fowler, при което след абсорбция в металния фотона, неговата енергия отива проводникова електрони, в резултат на електрон газ в метала близо до повърхността от него се състои от смес от газове с нормална (Ферми разпределение) и възбуден (изместен от Н ) разпределение на енергия (фиг. 11.5). За да се изчисли броят на фотоелектроните може да се извършва същите функции разпределение интеграция като част катод емисии плътност на тока, променящи долната граница на интеграция с по W W на един - ч . по този начин се включва интегриране на електрони, които придобиват изчезналите да преодолее потенциалната бариера поради абсорбира енергия кванти. Точно както за thermoelectrons разглежда вероятността за пропускане на бариера, тъй като част от електроните в металните потоци може да бъде отразена от повърхността на металната секция - вакуум. Освен това, необходимо е да се вземе предвид вероятността за поглъщане на фотон. Тази вероятност е по принцип зависи от енергията се абсорбира от електрони и гама енергия. На теория това вероятност Фаулър смята постоянна, която, както се оказа, в честотния обхват от 1,5 грама на в притежава.
Преди облъчване броя на електроните инцидент на вътрешната повърхност на една секунди на 1 см 2 като енергия от преди.
фототока плътност. където (отчита вероятността от поглъщане на гама-кванти, като цяло това съотношение трябва да зависи от честотата, но.), долната граница на интеграция дава възможност за усвояване (електрони с енергия излиза от метал). Фаулър предполага, че прозрачността на бариерата (в действителност, наистина). По-рано през начина на определяне на плътността на тока катод емисии, когато долната граница е. е използван малко експонат. Сега за експонат не е малък. Ние правим нотация
Това неделима маса, тя може да бъде разширена в серия. Когато. след това.
И когато. Когато (т.е., разделен на две неразделна:
където - универсална константа Ричардсън.
И когато. тогава всички условия в сравнение с първото малък и награда и.
Така фототока плътност се определя от формула Фаулър:
където В 1. B 2. В 3 # 150; постоянни коефициенти пропорционални А. От Фаулър, че най- T 0 е й 0 и С е наистина червена рамка. В T 0 съществува остър граничен фотоефект, фототока намалява експоненциално с < гр. при > в фототока плътност е пропорционална на квадрата на падащата радиация честота е J 2. Въз основа на теорията на базата Фаулър-точен метод за измерване на честотата на изключване. т.е. функцията работа. Помислете за функцията. къде.
Това ще бъде експериментално кривата (ris.11.6). Кривата се различава от крива Фаулър функцията теоретично F = F (з / КТ) изместен от постоянна у-ос и B-ос Х = Н в / Кт (фиг. 7.4). Това определяне на изместването на оста х на експерименталната крива си привеждане в съответствие с теоретичната крива позволява Фаулър намери прекъсваща честота в. Основателят на квантовата теория на фотоемисионна е съветския физик Tamm. Quantum-механична теория е да се опише вероятността за усвояване на свободната енергия на един фотон, тъй като електрона, въз основа на закона за запазване на енергията и инерция, не може да усвои един фотон като цяло, той трябва да усвои трети орган, е свързано с електрона. Като такава връзка Tamm счита
електрон в кристалната решетка на полето и в областта на повърхностния слой. Съответно, фотоемисионна разделена на обема и повърхността, която се среща в слоя. Изчислението показва, че основната роля на фотоемисионна на повърхността. въпреки факта, че усвояването на светлината в повърхностния слой е изключително малка. Експериментите са потвърдили, че фотоемисионна е малка дълбочина близо до повърхността. когато ние разгледахме
на фототока от дебелината на металния филм, на фототока вече зависи от дебелината в границите от 10-15 атомни слоеве, докато светлина прониква повече от 100 атомни слоеве в дълбочина.
§ 11. 2. фотоелектричния ефект на полупроводници.
Ако металът е само външен фотоефект, полупроводниците # 150; външно и вътрешно. Вътрешна е да се промени проводимостта на полупроводника под действието на електромагнитно излъчване. Теорията на групата на полупроводници дава следната картина енергийни ленти за окис без полупроводници, когато някои електрони влизат в проводимата зона. Обикновено, проводимостта на полупроводника се увеличава чрез нагряване (за разлика от метали). Под влияние на светлината поради абсорбция на гама-лъчи, електрони от валентната зона могат да се движат към групата на проводимост, с пълна площ е "отвор" (ris.11.7). В резултат на това се увеличава проводимостта и електрона и "дупка". Ширината на забранената групата варира за различни материали, като силикон. германий. Максимална ширина на диаманта. така вътрешния фотоелектричния ефект на практика не се проявява за него. Най-чувствителни към облъчването примеси полупроводници (ris.11.8). Ако кристал силиций (или германий), добавя се малко тривалентен или петвалентен фосфор, бор, ние получаваме примес полупроводника. В първия случай, борен атом, като
в кристалната решетка на четиривалентен силиций, има недостатъка, генерира един електрон и дупка преход към съседните електрони към него, т.е. движение дупка изисква всички останали. Това се нарича акцепторен примес атом, нивото на резолюция е малко над горната част на валентната зона за електрическата мрежа. Петвалентен фосфор атом се поставя в силициев кристал, тя има пета валентността електрона, който няма връзка, и отделянето му в групата на проводимост изисква само (въпреки че йонизация потенциал на свободен фосфорен атом). Такова атом, електрон дарител
да проводимата зона се нарича донор, на петия слой енергия на електрона се намира под дъното на проводимата зона. Тази малка енергия, необходима за отделянето на електрон от примес атом. тъй като донор атом не е във вакуумна но в среда с диелектрична константа (за). Следователно силата, която свързва електрон от един атом е в пъти по-ниска орбита пъти по-голяма работа разделяне по-малко време. Пропорционалност се потвърждава и от опит.
За окис без полупроводници фотоемисионна ще се случи, когато състоянието. Ето защо, на граничната честота. По-чувствителни към полупроводници облъчване п-тип (донор), за тяхната граница честота (р-тип. Тъй като бариера остава). VAC п-тип примес полупроводникови при определяне на разпределението на енергия фотоелектроните чрез забавяне потенциал може да има стъпаловидно характер (ris.11.9):
§ 11. 2. Технически фотокатоди.
Чисти метали обикновено не се използват като фотокатодна, защото червения край на голямо работно функция е в ултравиолетовата област. Да, и квантовият добив на метали е много малък. В метали, има предимство само в това, че няма "фотостареене", т.е. фоточувствителност не е намалена с използването на време. Ето защо, този имот е от решаващо значение, например, за фотокатодния електронни множители.
Полупроводници поради ниска работа функция са червени граница е в инфрачервената област, следователно, да покриват цялата видима светлина спектър. А квантовият добив те имат повече от метала, тъй като когато се движат по повърхността на полупроводниковия фотоелектронна това да изгубиш малко енергия в сравнение с метали, като ниска плътност на проводникова електрони във взаимодействието с която енергия е най-вече загуби. И най-голямата квантовият добив може да се очаква за полупроводници, в която на фотоелектроните, излизащи от валентната зона, тъй като тях има много повече echm при нива на примеси. За намаляване на работата функция се използва алкален метал едноатомен слой. Цялостната структура на фотокатода показано на ris.11.10.
Фиг. 11.1. Ефект Столетов.
Фиг. 11.2. Спектралната чувствителност.
Фиг. 11.3. Определяне на честота на срязване на фотоелектричния ефект.
Фиг. 11.4. Определяне на разпределението на фотоелектронна енергия.
Фиг. 11.5. Фотоемисионна електрон ток от "опашка" на функцията смутен разпределение, преодоляване на бариерата потенциал
Фиг. 11.6. Obredelenie прекъсваща честота от фотоефект Фаулър
Фиг. 11.7. енергийни ленти за окис без прибавки полупроводници.
Фиг. 11.8. енергийни ленти за полупроводници онечистване.
Фиг. 11.9. VAC п-тип примес полупроводници.
Фиг. 11.10. Структурата на фотокатода.
Фиг. 11.11. Структурата на кислород цезиев фотокатода на.
Фиг. 11.12. Спектралният характеристика на кислород цезиев фотокатода на.
Както и други работни места, които да ви интересуват
Вслушайте се в гласа, което звучи по улиците: руски и украински, както и в Одеса, имаше много евреи е било възможно да се чуе идиш novoevreysky; да не се бърка с иврит иврит говори в Израел. През 1886 г. в Одеса е публикувана Opyt речника нередности при руската говорих rchi предимно Южна Rosіi Б. В Одеса, вземат средства за заемни, го заведох сто рубли. Вие сте изненадан, защото на театъра в Одеса е Северна хотел, който е далеч от скучно.
Методът Преди разясняване същността на метода, нека се опитаме да разберем защо живеят в чужда държава и постоянно се чува чужда го езикови хора просто само по себе си може да научат езика на страната и хората, по-млади от по-малко време, че трябва да говорят свободно pochuzhomu. УРОК 1 обикновено правя теоретични материали обикновено с обикновено ВСЕКИ ДЕН всеки ден два пъти седмично два пъти седмично 4 пъти на месец 4 пъти месечно в неделя в неделя през почивните дни в края на седмицата на нечии свободни дни в делнични дни.
Обявата програма единица Unit1; интерфейс използва Windows съобщения SysUtils Варианти класове Graphics Controls Формуляри диалогови прозорци Мрежи ComCtrls ExtCtrls DBCtrls DBGrids StdCtrls Копчета DB DBTables ImgList ToolWin Маска TeEngine Серия TeeProcs Графика DbChart вдъхновявам GIFCtrl; Типове TForm1 = classTForm PageControl1: TPageControl; TabSheet1: TTabSheet; TabSheet3: TTabSheet; PageControl2: TPageControl; TabSheet5: TTabSheet; DBNavigator1: TDBNavigator; DBGrid1: TDBGrid; BitBtn1: TBitBtn.