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

62998. Гра «Чарівне коло» 1.01 MB
  Правила гри: діти стають один за одним і рухаються по колу слухаючи вчителя який промовляє різні звуки нашої мови. Той хто помилився вибуває з гри. Правила гри: діти стають один за одним.
62999. «Динамічна геометрія» на допомогу вчителю 216.92 KB
  Побудуємо бісектрису отриманого кута найпростіша геометрична задача на побудову Будуємо пряму перпендикулярну до однієї з сторін кута яка проходить через деяку точку яка лежить всередині кута найпростіша задача на побудову перпендикуляра...