23111

Методи визначення роботи виходу електрона

Доклад

Физика

Методи визначення роботи виходу електрона. Енергію яку потрібно виконати для вибиття електрону з металу або рідини у вакуум називається роботою виходу. Еіон енергія іонізації А – робота виходу електрона за межі поверхні тіла – кін. Величина роботи виходу A в значній мірі залежить від чистоти поверхні емітера.

Украинкский

2013-08-04

973.5 KB

2 чел.

58. Методи визначення роботи виходу електрона.

Енергію, яку потрібно виконати для вибиття електрону з металу або рідини у вакуум називається роботою виходу. Вона виконується електронами проти сил притягання зі сторони надлишкового додатнього заряду, який виникає в металі внаслідок їх вильоту. Крім того робота виконується проти сил відштовхування зі сторони електронів, що вилетіли раніше і утворили електронну “хмару” поблизу поверхні провідника.

Вийти з тіла можуть лише ті електрони, енергія яких більше енергії електрона, що покоїться в не тіла. Число таких електронів в звичайних умовах дуже мале, тому вихід електорнів помітний лише в нагрітих тілах.

  1.  

Широко використовується фотоелектричний метод, що базується на явищі фотоелектронної емісії (зовнішній фотоефект). Виліт електрона з поверхні речовини під дією світла назив. зовнішнім фотоефектом. Він описується рівнянням Ейнштейна . Еіон - енергія іонізації, А – робота виходу електрона за межі поверхні тіла,  – кін.енергія фотоелектрона. Метали хар-ся тим, що у них є велика кількість вільних електронів. Тому Еіон =0. Схема установки для дослідження фотоефекту показана на мал. Світло падає на поверхню катода К, який наз. фотокатодом. З катоду вириваються електрони. Між анодом і катодом прикладена затримуюча різниця потенціалів V.  В експерименті вимірюють граничне значення затримуючої різниці потенціалів V при якій струм в колі зникне. При цьому еV =,тобто ми визначаємо енергію найшвидших електронів які вириваються з поверхні тв.тіла фотонами з енергією h. Далі з рівняння Ейнштейна можна визначити А. Величина роботи виходу A в значній мірі залежить від чистоти поверхні емітера.

  1.  Одним з методів визначення роботи виходу електрона є метод Річардсона. Використовується формула Річардсона-Дешмана: , де В – стала Річардсона, Т – температура катода, k – стала Больцмана, А – робота виходу, j – густина електронного струму. Цей метод оснований на явищі термоелектронної емісії, тобто виліті електронів з катоду за рахунок теплової емісії. Кількість вилітаючих електронів залежить від температури і від властивостей матеріалу. Значення логарифма струму насичення jн наносять на графік в відповідних одиницях, як функцію 1/Т. Тангенс кута нахилу дорівнює  . Але вказаний графік залежності відрізняється від прямої тому, що строго кажучи, робота виходу A залежить від температури. Таким чином, річардсонова, або ефективна робота, не є істинною.

Теоретична основа методів: Електрони провідності – “вільні” носії електричного заряду міцно утримуються в металі. Це означає, що пот.енергія електрона в тв.тілі менша ніж поза ним. Залишити кристал можуть лише електрони з досить великою кін.енергією. Такі електрони при Т>0 K в певній кількості завжди присутні в кристалі, оскільки функція Фермі-Дірака відмінна від нуля для довільно великих енергій. А робота необхідна для того, щоб один з вільних електронів в металі, що знаходиться в нижньому енерг.стані віддалити на нескінченність. Якщо цей електрон знаходиться на рівні Фермі, то відповідна робота А=W-WF. Це співвідношення і визначає так звану роботу виходу А.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

22843. Визначення коефіцієнта внутрішнього тертя рідини капілярним віскозиметром 104 KB
  Якщо шари рідини або газу рухаються один відносно одного між ними діють сили внутрішнього тертя. Коефіцієнт внутрішнього тертя рідини або газу можна визначити за формулою Пуазейля 2 яка виражає величину об`єму рідини або газу що протікає за час через капіляр радіуса та довжини за умови що потік ламінарний. Справді якщо взяти дві рідини відповідні величини для однієї з них позначимо індексами ‘0’ а другої ’1’ і визначити час і витікання однакових об`ємів цих рідин...
22844. Визначення коефіцієнта в’язкості газу 1.32 MB
  При ламінарній течії газу по капілярній трубці різні шари газу набувають різної швидкості направленого руху. Розглянемо більш детально течію в’язкого газу по трубці радіуса . Припустимо що потік ламінарний що газ при невеликих тисках нестисливий що течія всановилась і що газ повністю змочує стінки трубки тобто швидкість газу біля стінок трубки дорівнює нулеві.
22845. Визначення вологості повітря 1.2 MB
  Атмосферне повітря має в своєму складі деяку кількість водяної пари що обумовлює вологість повітря. Абсолютною вологістю називається кількість водяної пари що знаходиться в одиниці об'єму повітря. З рівняння стану ідеального газу густину повітря при нормальних умовах можна представити так: пов= 1 позначення загально прийняті.
22846. Визначення коефіцієнта об’ємного розширення рідини 545 KB
  Залежність об’єму рідини від температури виражається рівнянням: а при невеликій точності можна обмежитися виразом: де – об’єм рідини при температурі 0C температурний коефіцієнт об’ємного розширення рідини. Прямим способом вимірювати об’єм рідини при різних температурах для визначення важко бо при цьому змінюється і об’єм посудини в якій знаходиться рідина. Французькі вчені Дюлонг і Пті запропонували спосіб визначення коефіцієнта об’ємного розширення рідини при якому відпадає необхідність вимірювання об’єму рідини.
22847. ОДЕРЖАННЯ І ВИМІРЮВАННЯ ВИСОКОГО ВАКУУМУ 5.3 MB
  Різного роду вакуумні насоси з застосуванням деяких додаткових прийомів дозволяють одержувати тиски домм. Області тисків в яких найбільш раціонально застосовуються вакуумні насоси прийнятих в даний час типів показані на рис. Вакуумні насоси що застосовуються для відкачки газу поділяють на два класи: а форвакуумні насоси які починають працювати з атмосферного тиску і викидають відкачуваний газ прямо в атмосферу. Форвакуумні насоси створюють розрідження порядку мм.
22848. ТЕПЛОВЕ РОЗШИРЕННЯ ТВЕРДОГО ТІЛА 340.5 KB
  Дійсно сили що тримають атоми у вузлах ґратки малі і тому достатньо вже теплової енергії самих атомів аби змістити їх з положення рівноваги. До поняття про коливання атомів твердого тіла можна дійти шляхом аналізу природи міжатомних сил. Положення рівноваги атомів визначається з умови рівності сил притягання і відштовхування діючих на атом. Якщо змінюється відстань тільки відносно одного з атомів то енергію Wx треба...
22849. ВИЗНАЧЕННЯ СЕРЕДНЬОГО ЗНАЧЕННЯ ТЕПЛОТИ ВИПАРОВУВАННЯ РІДИНИ 120 KB
  ВИЗНАЧЕННЯ СЕРЕДНЬОГО ЗНАЧЕННЯ ТЕПЛОТИ ВИПАРОВУВАННЯ РІДИНИ. Випаровування – це процес зміни агрегатного стану речовини перехід речовини із конденсованого стану в газоподібний. Кількість теплоти яку необхідно надати рідині при ізотермічному утворенні одиниці маси пари називають теплотою випаровування. Для визначення середнього значення теплоти випаровування води в даній роботі використовується метод який грунтується на використанні рівняння КлапейронаКлаузіуса.
22850. ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТУ ТЕПЛОПРОВІДНОСТІ ПОВІТРЯ 182 KB
  Через довiльну коаксiальну поверхню радiуса y за одиницю часу пройде кiлькiсть теплоти 5 де l – довжина дротини.Розділивши в виразі 5 змінні одержимо 6 де – внутрішній радiус трубки – температура дослiджуваного газу повiтря бiля внутрішньої поверхнi трубки а – радiус дротини – температура дротини. Зі співвідношення 6 випливає що 7 Таким чином для визначення коефіцієнта теплопровідності треба знати кiлькiсть теплоти яка щосекунди...
22851. ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА ТЕПЛОПРОВІДНОСТІ ТВЕРДИХ ТІЛ 111 KB
  Кількість теплоти Q що переноситься через поверхню площею S за час при градієнті температур визначається як: 1 де коефіцієнт теплопровідності середовища. Таким чином значення коефіцієнта теплопровідності матеріалу можна знайти безпосередньо якщо користуватись формулою 1. для визначення коефіцієнта теплопровідності твердих тіл.