Что называется работой выхода электрона из металла


Что называется работой выхода электронов из металла, от чего она зависит?

Как показывает опыт, свободные электроны при обычных температурах практически не покидают металл. Следовательно, в поверхностном слое металла должно быть задерживающее электрическое поле, препятствующее выходу электронов из металла в вакуум.

Работа, которую нужно затратить для удаления электрона из металла в вакуум, называется работой выхода.

Работа выхода имеет величину порядка нескольких эВ и зависит от рода металла и состояния его поверхности: загрязнения и следы влаги изменяют ее. Наиболее быстро движущиеся электроны покидают металл на расстоянии нескольких межатомных расстояний. В результате в этом месте возникает избыток положительных зарядов, а вблизи поверхности проводника образуется электронное облако.

Какие вещества или материалы называют полупроводниками?

Полупроводниками называют вещества, которые по способности передавать электрич. заряды занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками (изоляторами)

 

Собственная проводимость полупроводника.

Собственная проводимость полупроводников –

1.при температурах близких к абсолютному нулю, связи между всеми атомами в кристалле заполнены – при таких температурах собственные полупроводники являются диэлектриками, т.е. не проводят электрический ток.

2.При нагревании или облучении кинетическая энергия валентных электронов повышается и некоторые парно электронные связи разрушаются.

 

Что такое примесная проводимость полупроводника?

Примесная проводимость полупроводников — электрическая проводимость, обусловленная наличием в полупроводнике донорных или акцепторных примесей.

Примесная проводимость, как правило, намного превышает собственную, и поэтому электрические свойства полупроводников определяются типом и количеством введенных в него легирующих примесей.

Виды примесной проводимости.

Изменяя концентрацию примесей, можно значительно увеличивать число носителей зарядов того или иного знака и создавать полупроводники с преимущественной концентрацией либо отрицательно, либо положительно заряженных носителей.

Примеси можно разделить на донорные (отдающие) и акцепторные (принимающие).

Что называется энергией ионизации?

Энергия ионизации — разновидность энергии связи или, как её иногда называют, первый ионизационный потенциал (I1), представляет собой наименьшую энергию, необходимую для удаления электрона от свободного атома в его низшем энергетическом (основном) состоянии на бесконечность.

 

Что называется рекомбинацией ионов?

Рекомбинацией называют соединение положительного иона со свободным электроном, приводящее к образованию положительного иона с меньшим электрическим зарядом или нейтрального атома (молекулы). Процесс рекомбинации является обратным процессу ионизации. Ионы и электроны в ионизированном газе при отсутствии внешнего электрического поля вместе с нейтральными молекулами, атомами участвуют в тепловом хаотическом движении.

 

 

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

Что называется магнитной индукцией? Что называется напряженностью магнитного поля?

Магнитная индукция — векторная величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля (его действия на заряженные частицы) в данной точке пространства. Определяет, с какой силой магнитное поле действует на заряд q, движущийся со скоростью .

Напряженностью магнитного поля – отношение механической силы, действующей на положительный полюс пробного магнита, к величине его магнитной массы или механическая сила, действующая на положительный полюс пробного магнита единичной массы в данной точке поля.

 

Электронная рабочая функция | физика

Работа выхода электрона , энергия (или работа), необходимая для полного отрыва электрона от металлической поверхности. Эта энергия является мерой того, насколько крепко конкретный металл удерживает свои электроны, то есть насколько меньше энергия электрона, когда он присутствует внутри металла, чем когда он полностью свободен. Работа выхода важна в приложениях, связанных с эмиссией электронов из металлов, например, в фотоэлектрических устройствах и электронно-лучевых трубках.

Значение работы выхода для конкретного материала незначительно варьируется в зависимости от процесса эмиссии. Например, энергия, необходимая для выкипания электрона из нагретой платиновой нити (термоэлектронная работа выхода), немного отличается от энергии, необходимой для выброса электрона из платины, на которую падает свет (фотоэлектрическая работа выхода). Типичные значения для металлов составляют от двух до пяти электрон-вольт.

Когда соединяются металлы с разной работой выхода, электроны имеют тенденцию покидать металл с более низкой работой выхода (где они менее прочно связаны) и перемещаются к металлу с более высокой работой выхода.Этот эффект необходимо учитывать всякий раз, когда в определенных электронных схемах устанавливаются соединения между разнородными металлами.

Поскольку некоторые электроны в материале удерживаются более плотно, чем другие, точное определение работы выхода указывает, какие электроны задействованы, обычно те, которые связаны наиболее слабо.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня .

Что такое электрон?

Электрон - это единица вещества с отрицательным электрическим зарядом. (Энн Хелменстайн)

Атомы состоят из протонов, нейтронов и электронов. Из этих трех частиц наименьшую массу имеет электрон. Вот определение электрона, а также его словесное происхождение, история и интересные факты.

Определение электрона

Электрон - это стабильная субатомная частица с отрицательным электрическим зарядом. Каждый электрон несет одну единицу отрицательного заряда (1.602 x 10 -19 кулонов) и имеет очень маленькую массу по сравнению с массой нейтрона или протона. Масса электрона 9,10938 x 10 -31 кг. Это примерно 1/1836 массы протона.

Обычный символ для электрона - e - . Античастица электрона, несущая положительный электрический заряд, называется позитроном или антиэлектроном. Позитрон обозначается символом e + или β + . Когда электрон и позитрон сталкиваются, обе частицы аннигилируют и энергия выделяется в виде гамма-лучей.

Где найти электроны

Электроны бывают свободными по своей природе (свободные электроны) и связаны внутри атомов. Электроны ответственны за отрицательно заряженный компонент атома. В атоме электроны вращаются вокруг положительно заряженного атомного ядра.

В твердых телах электроны являются основным средством проведения тока. Это потому, что протоны связаны внутри ядра, поэтому они не так подвижны, как электроны. В жидкостях носителями тока чаще являются ионы. Взаимодействие между электронами атомов и молекул вызывает химические реакции.Химические связи образуются, когда электроны распределяются между атомами.

История и происхождение слова

Возможность появления электронов была предсказана Ричардом Лэмингом (1838-1851), ирландским физиком Дж. Джонстоном Стоуни (1874) и другими учеными. Термин «электрон» был впервые предложен Стони в 1891 году, хотя электрон был открыт только в 1897 году британским физиком Дж. Дж. Дж. Томсон.

Хотя электронные науки относятся к XIX и XX векам, слова «электрон» и «электричество» восходят к древним грекам.Древнегреческое слово для обозначения янтаря было электроном. Греки заметили, что натирание меха янтарем заставляет янтарь привлекать мелкие предметы. Это самый ранний зарегистрированный эксперимент с электричеством. Английский ученый Уильям Гилберт придумал термин «электрик» для обозначения этого привлекательного свойства.

Электронные факты

  • Электроны считаются одним из видов элементарных частиц, потому что они не состоят из более мелких компонентов. Они являются типом частиц, принадлежащих к семейству лептонов, и имеют наименьшую массу любого заряженного лептона или другой заряженной частицы.
  • В квантовой механике электроны считаются идентичными друг другу, потому что никакие внутренние физические свойства не могут использоваться, чтобы различать их. Электроны могут поменяться местами друг с другом, не вызывая заметных изменений в системе.
  • Протоны и электроны имеют одинаковые, но противоположные заряды. Электроны притягиваются к положительно заряженным частицам, например протонам.
  • Имеет ли вещество чистый электрический заряд или нет, определяется балансом между числом электронов и положительным зарядом атомных ядер.Если электронов больше, чем положительных зарядов, материал называется отрицательно заряженным. Если имеется избыток протонов, объект считается заряженным положительно. Если количество электронов и протонов сбалансировано, материал называется электрически нейтральным.
  • Электроны в металле ведут себя так, как если бы они были свободными электронами, и могут двигаться, создавая чистый поток заряда, называемый электрическим током. Когда электроны (или протоны) движутся, создается магнитное поле.
  • Электроны обладают свойствами как частиц, так и волн.Они могут дифрагировать, как фотоны, но могут сталкиваться друг с другом и другими частицами, как другая материя.
  • Теория атома описывает электроны как окружающие протон / нейтронное ядро ​​атома оболочками. Эти оболочки - области вероятности. Некоторые из них имеют сферическую форму, но встречаются и другие формы. Хотя теоретически возможно найти электрон в атомном ядре, наибольшая вероятность его обнаружения находится внутри его оболочки.
  • Электрон имеет спин или собственный угловой момент 1/2.
  • Ученые способны изолировать и улавливать одиночный электрон в устройстве, называемом ловушкой Пеннинга.
  • Изучая отдельные электроны, исследователи обнаружили, что наибольший радиус электрона составляет 10 -22 метров. Поскольку электроны очень малы, с ними обращаются как с точечными зарядами, то есть электрическими зарядами без физических размеров.
  • Материи во Вселенной гораздо больше, чем антивещества, но когда-то могло быть равное количество электронов и позитронов.Согласно теории Большого взрыва, фотоны набрали достаточно энергии в течение первой миллисекунды взрыва, чтобы реагировать друг с другом с образованием электронно-позитронных пар. Эти пары аннигилировали друг с другом, испуская фотоны. По неизвестным причинам пришло время, когда электронов было больше, чем позитронов, и больше протонов, чем антипротонов. Выжившие протоны, нейтроны и электроны начали реагировать друг с другом, образуя атомы.
  • Электроны используются во многих практических приложениях. К ним относятся электричество, электронные лампы, фотоэлектронные умножители, электронно-лучевые трубки, пучки частиц для исследований и сварки, а также лазер на свободных электронах.

Ссылки

  • Buchwald, J.Z .; Уорвик, А. (2001). Истории электрона: рождение микрофизики . MIT Press. С. 195–203. ISBN 978-0-262-52424-7.
  • Томсон, Дж. Дж. (1897). «Катодные лучи». Философский журнал . 44 (269): 293–316. DOI: 10.1080 / 14786449708621070

Связанные сообщения

.Рабочая функция

- Wikiwand

Work function - qwe.

Для более быстрой навигации этот iframe предварительно загружает страницу Wikiwand для Work function .

Подключено к:
{{:: readMoreArticle.title}}

Из Википедии, свободной энциклопедии

{{bottomLinkPreText}} {{bottomLinkText}} Эта страница основана на статье в Википедии, написанной участники (читать / редактировать).
Текст доступен под Лицензия CC BY-SA 4.0; могут применяться дополнительные условия.
Изображения, видео и аудио доступны по соответствующим лицензиям.
{{current.index + 1}} из {{items.length}}

Спасибо за жалобу на это видео!

Пожалуйста, помогите нам решить эту ошибку, написав нам по адресу support @ wikiwand.com
Сообщите нам, что вы сделали, что вызвало эту ошибку, какой браузер вы используете и установлены ли у вас какие-либо специальные расширения / надстройки.
Спасибо! .

ИЗЛУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОНА

1. Электронная трубка зависит от своего воздействия на поток электронов, которые действуют как носители тока. Для создания этого потока электронов в каждой трубке есть специальный металлический электрод (катод). Но при обычных комнатных температурах свободные электроны катода не могут покинуть его поверхность из-за определенных сдерживающих сил, которые действуют как барьер. Эти поверхностные силы притяжения стремятся удерживать электроны внутри катодного вещества, за исключением небольшой части, которая обладает достаточной кинетической энергией (энергией движения) для прорыва через барьер.Большинство электронов движутся слишком медленно, чтобы это произошло.

2. Чтобы покинуть поверхность материала, электроны должны совершить определенную работу, чтобы преодолеть сдерживающие поверхностные силы. Для выполнения этой работы электроны должны иметь достаточную энергию, сообщаемую им от какого-либо внешнего источника энергии, поскольку их собственная кинетическая энергия недостаточна. Существует четыре основных метода получения электронной эмиссии с поверхности материала: термоэлектронная эмиссия, фотоэлектрическая эмиссия, автоэлектронная эмиссия и вторичная эмиссия.

3. Термоэлектронная эмиссия. Это самый важный и наиболее часто используемый в электронных лампах. В этом методе металл нагревается, что приводит к увеличению тепловой или кинетической энергии несвязанных электронов. Таким образом, большее количество электронов достигнет достаточной скорости и энергии, чтобы покинуть поверхность эмиттера. Количество электронов, высвобождаемых на единицу площади излучающей поверхности, связано с абсолютной температурой катода и количеством работы, которую электрон должен совершить, покидая излучающую поверхность.

4. Термоэлектронная эмиссия достигается за счет электрического нагрева катода. Это может быть получено двумя способами: 1) с помощью электронов, испускаемых нагревательной спиралью для проведения тока (прямой нагрев), или 2) путем размещения нагревательной спирали в никелевом цилиндре, покрытом оксидом бария, который излучает электроны (косвенный нагрев). обогрев). Обычно используется метод непрямого нагрева.



5. Фотоэлектрическая эмиссия. В этом процессе энергия светового излучения, падающего на поверхность металла, передается свободным электронам внутри металла и ускоряет их в достаточной степени, чтобы они могли покинуть поверхность.

6. Автоэлектронная эмиссия или эмиссия с холодным катодом. Приложение сильного электрического поля (т. Е. Высокого положительного напряжения за пределами поверхности катода) буквально вытягивает электроны с поверхности материала из-за притяжения положительного поля. Чем сильнее поле, тем больше автоэлектронная эмиссия с холодной поверхности эмиттера.

7. Вторичная эмиссия. Когда высокоскоростные электроны внезапно ударяются о металлическую поверхность, они отдают свою кинетическую энергию электронам и атомам, на которые они ударяются.Некоторые из бомбардирующих электронов сталкиваются непосредственно со свободными электронами на поверхности металла и могут выбить их с поверхности. Электроны, освобожденные таким образом, известны как вторичные электроны эмиссии, поскольку первичные электроны из какого-то другого источника должны быть доступны для бомбардировки вторичной электронно-излучающей поверхности.

УПРАЖНЕНИЯ:

1. Контрольные вопросы:

1. От чего зависит действие электронной лампы? 2.Что присутствует в каждой трубке для создания потока электронов? 3. При каких температурах свободные электроны не могут покинуть поверхность катода? 4. Какие силы удерживают электроны внутри катодного вещества? 5. Что должны сделать электроны, чтобы убежать? 6. Что должны иметь электроны, чтобы преодолеть сдерживающие поверхностные силы? 7. Сколько существует методов получения электронной эмиссии? 8. Какие они? 9. Что сообщает внешнюю энергию электронам при термоэлектронной эмиссии? 10. Какая энергия используется для образования свободных электронов при фотоэмиссии? 11.Что такое автоэлектронная эмиссия?

12. Как получается вторичная эмиссия? 13. Какое излучение чаще всего используется в электронике?

2. Переводите международные слова без словаря.

катод, эмиттер, материал, цилиндр, часть, энергия, излучение, температура, термический, адекватный, абсолютный, специальный, эмиссия, электрон, обычно

3. Определите, к каким частям речи принадлежат эти слова, и переведите их :

реализовывать, выравнивать, электрифицировать, классифицировать, создавать, усиливать, расширять, увеличивать, расширять, аналогично, иначе, вперед, к, вверх, наружу, вниз

Текст 5 Прочтите и переведите текст.

ДИОДЫ

1. Простейшей комбинацией элементов, составляющих электронную лампу, является диод. Он состоит из катода, который служит для испускания электронов, и пластины или анода, окружающей катод, который действует как коллектор электронов. Оба электрода заключены в герметичную оболочку из стекла или металла. Если катод нагревается косвенно, должна быть спираль или нагреватель. Размер диодных трубок варьируется от крошечных металлических трубок до выпрямителей большого размера.Пластина обычно представляет собой полый металлический цилиндр из никеля, молибденового графита, тантала или железа.



2. Основной закон электричества гласит, что одинаковые заряды отталкиваются друг от друга, а разные заряды притягиваются друг к другу. Электроны, испускаемые катодом электронной лампы, являются отрицательными электрическими зарядами. Эти заряды могут либо притягиваться, либо отталкиваться от пластины диодной лампы, в зависимости от того, заряжена пластина положительно или отрицательно.

3.Фактически, при приложении разности потенциалов (напряжения) от батареи или другого источника между пластиной и катодом диода внутри трубки создается электрическое поле. Силовые линии этого поля всегда проходят от отрицательно заряженного элемента к положительно заряженному. Электроны, будучи отрицательными электрическими зарядами, следуют направлению силовых линий в электрическом поле.

4. Установив электрическое поле правильной полярности между катодом и пластиной и «сформировав» силовые линии этого поля на определенных траекториях, 1 можно управлять движением электронов по желанию.Батарея подключается между пластиной и катодом диода, чтобы сделать пластину положительной по отношению к катоду, при этом силовые линии электрического поля проходят в направлении от катода к пластине.

5. И снова, приложение напряжения нагревателя приводит к эмиссии электронов с катода. Электроны следуют по силовым линиям к положительной пластине и ударяют по ней с высокой скоростью. Поскольку движущиеся заряды содержат электрический ток, поток электронов к пластине представляет собой электрический ток, называемый током пластины.

6. Достигнув пластины, электронный ток продолжает течь по внешней цепи, состоящей из соединительных проводов и батареи. Поступающие электроны поглощаются положительной клеммой батареи, и такое же количество электронов вытекает из отрицательной клеммы батареи и возвращается на катод, таким образом восполняя запас электронов, потерянных при эмиссии.

7. Пока катод трубки поддерживается при температурах излучения, а пластина остается положительной, ток пластины будет продолжать течь от катода к пластине внутри трубки и от пластины обратно к катоду через внешнюю цепь.

8. Теперь подключение батареи поменялось местами, чтобы сделать пластину отрицательной по отношению к катоду. Когда на нагреватель подается напряжение, катод испускает поток электронов. Однако эти электроны сильно отталкиваются от отрицательно заряженной пластины и стремятся заполнить межэлектродное пространство между катодом и пластиной. Поскольку электроны фактически не достигают пластины, трубка действует как разомкнутая цепь.

9. Общее количество электронов, испускаемых катодом диода, всегда одинаково при данной рабочей температуре.Напряжение на пластине (напряжение между пластиной и катодом), следовательно, не влияет на количество электронов, испускаемых катодом. Однако достигают ли эти электроны пластины на самом деле, определяется напряжением между пластиной и катодом 2 , а также явлением, известным как объемный заряд.

10. Термин пространственный заряд применяется к облаку электронов, которое образуется в межэлектродном пространстве между катодом и пластиной. Поскольку оно состоит из электронов, это облако представляет собой отрицательный заряд в межэлектродном пространстве, который оказывает отталкивающее действие на электроны, испускаемые катодом.Таким образом, эффект одного только этого отрицательного объемного заряда заключается в том, чтобы заставить значительную часть испускаемых электронов вернуться обратно в катод и предотвратить попадание других электронов на пластину.

11. Объемный заряд, однако, действует не сам по себе. Ему противодействует электрическое поле от положительной пластины, которое проникает сквозь объемный заряд, притягивая электроны и таким образом частично преодолевая его эффекты. При низких положительных напряжениях на пластине только ближайшие к пластине электроны притягиваются к ней и образуют небольшой ток пластины.Тогда объемный заряд сильно влияет на ограничение числа электронов, достигающих пластины.

12. По мере увеличения напряжения на пластине большее количество электронов притягивается к пластине через отрицательный объемный заряд и, соответственно, меньшее количество электронов отталкивается обратно на катод. Если напряжение на пластине сделать достаточно высоким, в конечном итоге достигается точка, в которой все электроны, испускаемые катодом, притягиваются к пластине, и влияние объемного заряда полностью преодолевается.Дальнейшее увеличение напряжения на пластине не может увеличить ток пластины через трубку, а эмиссия с катода ограничивает максимальный ток.

Дата: 02.07.2015; вид: 1262;

.

Смотрите также