Робота виходу електрона: важке розставання
У практичній роботі інженера навіть досить абстрактні фізичні поняття можуть мати велике значення. Наприклад, робота виходу електрона з металу - стандартна величина для розробника систем електроніки. Звичайно, спеціалісту потрібні більш глибокі пізнання, залежно від того з якими матеріалами доводиться працювати. Ця величина стосується не тільки металів, але будь-яких твердих тіл, в тому числі напівпровідників. Якщо розглядається пара з двох напівпровідників, використовується правило Андерсона. А от якщо згаданий матеріал стикується з металом, то згодиться правило Шотки-Мотта. Втім, розрахунки будуть неточними, і головну роль в цьому відіграє стабілізація енергетичних рівнів Ферми.
Визначення
У фізиці твердих тіл робота виходу - це мінімальне термодинамічне дію (воно ж енергія), необхідне для того, щоб відірвати електрон від твердого тіла і помістити в точку поза його поверхні. Всі узагальнені розрахунки робляться при допущенні, що навколо тіла - вакуум. Дана точка знаходиться досить далеко в масштабах розмірів атома, але досить близько, щоб опинитися під впливом електричного поля у вакуумі. Робота виходу - це не характеристика складу матеріалу, а скоріше якість його поверхні. Вона пов`язана з особливостями грані кристала і ступенем контамінації.
Теоретична формула
Робота виходу чисельно буде дорівнювати сумі двох енергій. По-перше, кількості, необхідного для того, щоб прибрати електрон з системи атома. По-друге, кількістю енергії, потрібного, щоб помістити електрон в атом поза поверхні досліджуваного твердого тіла.
Обережно!
Деякі фізичні явища дуже чутливі до чисельним значенням показника «робота виходу». Та формула, про яку йшлося вище, застосовується для побудови спрощених теоретичних моделей, не більше того. В експериментах значення цього показника можуть досить сильно відрізнятися від формульних обчислень, отриманих без досвіду. Якщо поверхня не гладка, що не гомогенна, то розрахунки точного значення самі по собі, до отримання емпіричних даних, стають майже неможливими.
Групи способів вимірювання
Робота виходу електрона обчислюється кількома методами і на основі абсолютно різних фізичних явищ. Усього розрізняють дві групи експериментальних методів. Абсолютні використовують емісію електрона зі зразка, спровоковану фотоемісії, високою температурою, польовим випуском або туннелированием електронів. Відносні методи застосовують контактну різницю потенціалів між досліджуваним зразком і електродом порівняння.
Досить складно передбачити величину роботи виходу з високою точністю без проведення дослідного дослідження. Але є певні тенденції, які вчені з`ясували за роки роботи з цим явищем. Практично завжди величина менше для металів з відкритою кристалічною решіткою. Для тупих граней кристала вона вища, ніж для гострих. Пояснення даних феноменів досить очевидні. У відкритій решітці зв`язку електрона слабкіше, а при гострому вугіллі зовнішні впливи на атом здійснюються легше.
Що таке збуджений стан атома У 1905 році Дж. Томсон запропонував першу модель будови атома, згідно з якою він являє собою позитивно заряджений кулю, усередині якого розташовуються частинки з негативним зарядом - електрони. Електрична нейтральність атома пояснювалася рівністю…
Заряд електрона Електрика, електроенергія, електричний струм, заряд електрона - ці слова знає кожен.Так що ж являє собою електрику, як воно утворюється і передається? Дати відповіді на ці питання непросто. Для цього потрібно ознайомитися зі значним колом явищ,…
Класифікація елементарних частинок Наскільки різноманітні елементарні частинки, настільки ж різноманітні і їх характеристики. Саме на підставі характеристик і складена класифікація елементарних частинок.Один з найважливіших показників - це маса. Важливо брати до уваги саме масу…
Потенціал електричного поля, зв'язок між напруженістю і потенціалом Розглянемо зв'язок напруженості і потенціалу в електричному полі. Припустимо, у нас є якесь позитивно заряджене тіло. Це тіло оточене електричним полем. Перенесемо в це поле позитивний заряд, при перенесенні якого буде відбуватися робота. Величина…
Маса електрона - малий золотник та дорогий Якщо навскидку попросити 100 чоловік назвати хоча б три відомі елементарні частинки, то, можливо, не всі назвуть всі три, але ніхто не забуде назвати чемпіона за популярністю - електрон. Маленький, найлегший серед несучих заряд частинок, всюдисущий…
Досліди Резерфорда Вчені не відразу прийшли до правильного розуміння будови атома. Першу модель атома запропонував англійський фізик Дж. Дж. Томсон, який відкрив електрон. Але його модель увійшла в суперечність з дослідами Е. Резерфорда з вивчення розподілу в…
Маса нейтрона, протона, електрона - що спільного? Як тільки трапляється зустрітися з невідомим предметом, так обов'язково виникає меркантильно-життєве питання - а скільки це важить. А от якщо це невідоме - елементарна частинка, що тоді? А нічого, питання залишається тим самим: яка ж маса цієї…
Енергія електричного поля Говорячи про те, що таке енергія електричного поля, не можна не вказати, що це найважливіший його параметр. Незважаючи на те, що сам термін «енергія» досить звичний і, на перший погляд, очевидна, в даному випадку потрібно добре розуміти, про що йде…
Енергія іонізації атома Енергія іонізації - основна характеристика атома. Саме вона визначає природу і міцність хімічних зв'язків, які здатний утворювати атом. Відновні властивості речовини (простого) також залежать від цієї характеристики.Поняття «енергія іонізації» іноді…
Коротко про складне: будова електронних оболонок атомів Провінційний учитель хімії Джон Дальтон в 1803 році відкрив «Закон кратних відносин». Ця теорія говорить, що якщо конкретний хімічний елемент може утворювати з'єднання з іншими елементами, то на кожну його частину маси припадатиме частина маси іншої…
Атом водню - найпростіший елемент Водень - це хімічний елемент, найпростіший за своєю будовою і найпоширеніший у природі. За деякими науковими даними, на частку цього елемента припадає понад дев'яноста відсотків всіх атомів. Найбільш важливе з'єднання, в якому присутній водень, - це…
З чого складається атом будь-якої речовини? Атом, як відокремлена одиниця, побудований з ядра, зарядженого позитивним електричним зарядом, і з електронів, несучих негативних заряд. Ось з чого складається атом.У його центрі розташовується ядро, яке утворюють ще більш дрібні частинки - протони…
Магнітний момент - фундаментальна властивість елементарних частинок Магнітний момент атома - основна фізична векторна величина, що характеризує магнітні властивості будь-яких речовин. Джерелом формування магнетизму, як стверджує класична електромагнітна теорія, є мікроструми, що виникають внаслідок руху електрона по…