Металлы Распределение электронов по скоростям

То обстоятельство,, что даже при наиболее благоприятном расположении электродов характеристика фототока не обрывается сразу, а более или менее полого падает до нуля, указывает, что скорости вылетающих электронов различны самые медленные электроны задерживаются очень слабым тормозящим полем для задержания самых быстрых требуется встречная разность потенциалов, равная V. Изучив законы спадания характеристики, можно определить распределение электронов по скоростям. Причина такого разнообразия скоростей заключается в том, что свет может освобождать электроны не только с поверхности металла, но и из некоторой глубины эти последние электроны теряют часть сообщенной им скорости раньше, чем они выйдут на поверхность, вследствие случайных столкновений внутри металла. [c.637]

Распределение электронов по скоростям. Следуя Друде, мы примем следующую простую модель металла. Предположим, что потенциальная энергия электрона внутри металла постоянна и равна — относи- [c.155]

Из сравнения с выражениями (61.13) видно, что электропроводность а = еп 1, т. е. не изменяется магнитным полем. Отклонение электронов силой Лорентца точно компенсируется действующей навстречу силой поля Холла. Для этого приближения существенно предположение, что все электроны, участвующие в электропроводности, имеют энергию Е = и, следовательно, ведут себя одинаково под действием (зависящей от скорости) силы Лорентца. Учет распределения электронов по скоростям (полупроводники) приводит только к компенсации в среднем и, таким образом, к изменению сопротивления в магнитном поле. В металлах наблюдаемое магнетосопротивление является результатом анизотропии металла. Для учета анизотропии наше приближение уже непригодно. [c.243]

Сразу же после открытия того, что для объяснения связанных состояний электронов в атомах необходим принцип запрета Паули, Зоммерфельд применил этот принцип к свободному электронному газу в металлах, что позволило избавиться от наиболее вопиющих термодинамических противоречий исходной модели Друде. В большинстве случаев модель Зоммерфельда представляет собой просто модель классического электронного газа Друде с единственным отличием распределение электронов по скоростям описывается статистикой Ферми — Дирака, а не Максвелла — Больцмана. Чтобы обосновать использование распределения Ферми — Дирака и оправдать его включение в классическую во всех остальных отношениях теорию, нам необходимо изучить квантовую теорию электронного газа ). [c.45]

Отсюда видно, что ПЭ зависит от электрического поля так же, как ТЭ зависит от температуры ln(j/S2) = = f(l/ ё) (рис. 25.47). При высоких температурах плотность тока ПЭ возрастает с Т, особенно сильно в области малых (но уже вызывающих ПЭ) электрических полей. Распределение по энергиям электронов, эмитируемых из металла, при ПЭ при низких температурах эмиттера начинается от энергии, соответствующей уровню Ферми в металле (принимаемому за нуль), и простирается в область отрицательных энергий. Ширина распределения на половине высоты составляет около 0,5 эБ (рис. 25.48). При возрастании температуры энергетический спектр эмитируемых электронов расширяется в сторону положительных энергий. ПЭ полупроводников обладает рядом особенностей, связанных с распределением электронов по энергиям в них, с проникновением внешнего электрического поля в полупроводник и с сильной термо- и фоточувствительностью полупроводников, оказывающей влияние на ток ПЭ (рис. 25.49) [28, 29]. Токи ПЭ с большой плотностью удается получать с эмиттеров, имеющих форму острия. Предельная плотность тока, еще не разрушающего острие, /кр возрастает с увеличением угла при вершине эмитирующего конуса, так как с увеличением этого угла улучшается отвод теплоты от острия (табл. 25.27, рис. 25.50). В очень сильных электрических полях, когда плотность тока ПЭ достигает 10 —10 А/см локальные участки катода, из которых происходит эмиссия, (острия) в результате сильного разогрева взрываются, образуя плотную плазму, расширяющуюся со скоростью t = 10 см/с. Этот процесс сопровождается возникновением интенсивной эмиссии (взрывная электронная эмиссия, рис. 25.51) [30]. Ток /, А, взрывной электронной эмиссии при взрыве одиночного острия [c.588]

Для объяснения такой закономерности Друде положил, что основная часть теплового потока при наличии градиента температуры переносится электронами проводимости. По Друде, металл представляется в виде ящика, заполненного свободными электронами, для которых справедливы законы кинетической теории газов. Для того чтобы металл был электронейтральным, считалось, что ящик заполнен соответствующим количеством положительно заряженных и более тяжелых частиц (ионов), которые неподвижны. Далее предполагалось (Лорентц), что электроны распределены по скорости в соответствии с функцией распределения Максвелла— Больцмана [c.192]

Чтобы найти распределение по скоростям для электронов в металле, рассмотрим малый ) элемент объема с к около точки к в А -пространстве. С учетом двукратного спинового вырождения число одноэлектронных уровней в этом элементе объема равно [см. (2.18)] [c.63]

Когда на металл не действует внешнее электрическое поле, то распределение скоростей теплового движения электронов проводимости Vt по различным направлениям равновероятно, поэтому геометрическая сумма этих скоростей для некоторого, достаточно большого объема металла в любой момент времени равна нулю и тока через металл в отсутствии приложенного извне напряжения нет. [c.25]

Пусть электроны в металле обладают дрейфовой скоростью Уй и их распределение по энергиям описывается смещенной функцией распределения Ферми — Дирака [c.354]

Перейдем теперь непосредственно к задаче о проникновении поля при аномальном скин-эффекте. Здесь мы имеем дело с задачей о полупространстве, которую надо решать с учетом граничных условий на поверхности металла. Граничные условия для функции распределения зависят от физических свойств поверхности по отношению к падающим на нее электронам. Существенно, однако, что в данном случае в создании тока участвуют в основном лишь электроны, летящие почти параллельно поверхности металла (о них говорят как о скользящих электронах). Для таких электронов закон отражения в значительной степени не зависит от степени совершенства поверхности металла и близок к зеркальному, т. е. электроны отражаются с изменением знака нормальной к поверхности компоненты скорости V при неизменных тангенциальных составляющих (чтобы не прерывать изложение, более подробное обсуждение этого вопроса перенесем в конец этого параграфа). [c.441]

Циклотронные массы для щелочных металлов были определены как из температурной зависимости амплитуды эффекта дГвА, так и из экспериментов по циклотронному резонансу в поликристалличе-ских образцах результаты представлены в табл. 5.1. В пределах довольно невысокой достигнутой точности измерений не наблюдается заметной анизотропии массы для На и К, но для КЬ и С8 масса сильнее зависит от ориентации, чем радиус ПФ. Массы, полученные из экспериментов по циклотронному резонансу, как и должно быть, довольно близки к усредненным значениям, найденным из эффекта дГвА. Хотя данные по анизотропии слишком отрывочны и неточны, чтобы имело смысл вычислять распределение электронных скоростей на ПФ, как было описано в п. 5.2.2, можно исполь- [c.239]

Введем в бесцветное пламя бунзеновской горелки пары какого-либо металла пропитаем, например, кусочек сбеста раствором хлористого стронция и внесем такой фитиль в пламя горелки. Пламя окрасится в красный цвет, и наблюдение при помощи спектроскопа обнаружит присутствие линии стронция с к = 689,2 нм. Ни линии хлора, ни другие линии стронция при этом не обнаруживаются. Вообще говоря, в пламени можно возбудить лишь сравнительно немногие линии некоторых металлов. Объяснение этого следует искать в тех количествах энергии, которые могут сообщаться атому при столкновении с частицами, составляющими пламя (атомами, молекулами, ионами, электронами). Пламя бунзеновской горелки характеризуется температурой около 2000 К- Средняя кинетическая энергия частиц в этих условиях невелика и составляет всего около 0,20 эВ. В пламени с темпер<атурой 2000 К присутствует некоторое количество частиц с кинетической энергией, значительно превышающей среднюю энергию, ибо скорости распределены между частицами хаотически. Однако по закону распределения скоростей (закон Максвелла) число частиц, обладающих скоростями, значительно большими средней, быстро падает по мере удаления от средней ве и-чины. Поэтому число частиц, обладающих кинетической энергией больше 2—3 эВ, настолько незначительно, что практически трудно ожидать свечения атомов, потенциал возбуждения которых превышает эти величины. [c.742]

Хотя не существует ограничений в создании плосколучевых пушек большой мощности, предпочтение отдают распределению всей необходимой мощности на несколько пушек средней мощности. В непрерывном агрегате фирмы Темескал (США) один тигель бомбардируют электронные пучки от шести пушек мощностью по 50 кВт каждая с независимой регулировкой. Скорость испарения А1, Т1, N1 и других металлов составляет 40—45 кг/ч [144, 206 ]. Предусмотрено устройство для непрерывной подачи испаряемого материала в виде проволоки, чушек, отливок или расплава. [c.240]

Рассмотрим электронную орбиту, входящую в скин-слой металла (рис, 8.3). Длина дуги АВ будет порядка г,ф или (г,б) /. Если полный ток, текущий через скии-слой, есть /, то плотность тока будет / У/б. Электрон движется по орбите, и поэтому компонента его скорости вдоль поверхности в любой точке С есть у созб -компонента полного тока будет пропорциональна J созЭ. Этот ток будет распределен по дуге А В той же длины, что и раньше. Но эта дуга повернулась и теперь ее проекция [c.134]

Граница фотоэффекта определяется той частотой при к-рой максимальная скорость электронов равна нулю отсюда по ур-ию Эйнштейна йу = Р = е7о. где Fq-—энергия в вольтэлектронах. Т. о. граница фотоэффекта всецело определяется работой выхода. Граница фотоэффекта находится или вышеописанным методом задерживающего поля или непосредственно из кривых спектрального распределения. Среди экспериментальных данных существуют большие разногласия, вызванные главным образом чрезвычайной чувствительностью фотоэлектрич. поверхностей к загрязнениям ничтожные количества посторонних веществ, в особенности газов, абсорбированных и адсорбированных поверхностью, сильно смещают границу фотоэффекта. Среди других факторов следует отметить влияние t° и сильных электрич. полей. Повышение t° обычно уменьшает работу выхода и смепщет границу в сторону длинных волн в том же направлении действует и сильное электрич. поле. Все методы, при помощи к-рых можно сместить границу фотоэффекта из ультрафиолетовой в видимую и инфракрасную области спектра, имеют чрезвычайно большое значение для техники фотоэлементов. В настоящее время наиболее точно известны границы фотоэффекта и работы выхода следующих металлов [c.144]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...