Электроны Распределение по энергетическим

Если роль ударов 1-го и 2-го рода с электронами велика по сравнению с ролью спонтанных переходов, то атомы окажутся распределенными по энергетическим уровням по закону Больцмана, соответствующему электронной температуре Т . Следовательно, число атомов в каком-либо k-u состоянии будет зависеть только от числа атомов в нормальном состоянии Nq, от ста- [c.432]

Кристаллическая структура и свойства элементов зависят от строения атомов (строения электронных оболочек — заряда ядра, идентичного атомному номеру Z). Количество электронов во внешних оболочках, распределение их по энергетическим уровням и определяют взаимодействие этих электронов. Тенденция к взаимной компенсации магнитных моментов, обеспечивающей прочную связь, характерна как для внутренних, так и для внешних электронов. [c.5]

Рис. 6.7. Распределение электронов по энергетическим уровням (схематическое представление) при Г=0 К и Г>0 К. Маленькими стрелками показаны направления спинов электронов

Формулу для теплоемкости электронного газа можно получить, если известны зависимости энергии Ферми и полной энергии электронов от температуры. Для нахождения этих зависимостей необходимо знать распределение электронных состояний по энергии,, которое является наиболее важной характеристикой электронного энергетического спектра. Введем понятие плотности состояний. Снова, как это мы делали для -пространства (рис. 6.4), в пространстве импульсов построим сферы с радиусами р и p+dp. Объем сферического слоя толщиной dp [c.179]

Концентрация электронов над поверхностью металла (т. е. в межэлектродном пространстве) сравнительно невелика поэтому распределение их, по энергетическим уровням будет подчиняться, в отличие от того, что было внутри металла, классической статистике. В частности, число электронов, имеющих кинетическую энергию от до + Е, определяется распределением Максвелла [c.608]

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]

Если скорости свободных электронов распределены по закону Максвелла, то удары 2-го рода с электронами ведут к тому, что распределение атомов по энергетическим уровням стремится к распределению, удовлетворяющему закону Больцмана. [c.437]

Схватывание чистых металлов в основном зависит от их способности образовывать металлические связи, от свойств металлов, строения их атомов и, в первую очередь, от строения их внешних. электронных оболочек числа электронов на внешних оболочках и распределения их по энергетическим уровням, обусловливающим взаимодействие внешних электронов. Так как строение атомов различных металлов различно, то и способность металлов к взаимному схватыванию различная. [c.6]

Строение электронных оболочек невозбужденных атомов и распределение электронов по энергетическим уровням [39], [40]. Состояние каждого электрона в атоме характеризуется значениями четырех квантовых чисел я — главного, I — азимутального, т — магнитного и о — спинового. Число п может принимать любое целое значение =1,2,... число /—целое число (включая нуль), не превышающее п—1),т.е. [c.272]

Следовательно, условием усиления электромагнитной волны ансамблем атомов является распределение в нем населенностей по энергетическим уровням, противоположное имеющему место обычно при термодинамическом равновесии. Число молекул на верхнем энергетическом уровне в отличие от распределения Больцмана должно быть больше, чем на нижнем. Для осуществления этого условия, очевидно, необходимо предварительно подвергнуть ансамбль соответствующему воздействию, которое привело бы к должному перераспределению частиц по энергиям. Такого рода воздействие (накачка) в различных типах квантовых генераторов и усилителей осуществляется различными способами, например облучением ансамбля потоком фотонов или электронов и т. д. Если после накачки ансамбль частиц подвергнуть в каком-либо направлении облучению фотонов слабой интенсивности [c.9]

В стадии формирования оптического пробоя плазма является существенно неравновесной и характеризуется более высоким уровнем средней кинетической энергии свободных электронов по сравнению с тяжелыми частицами газа. Причем в общем случае энергетический спектр электронов не является максвелловским, а распределение связанных электронов по энергетическим уровням больцмановским. Отклонение тем заметней, чем меньше концентрация электронов [34] и чем короче длительность лазерного воздействия по сравнению с характерным временем установления больцмановского распределения по уровням —10 с). [c.159]

Система энергетических состояний атома. Система электронных, колебательных и вращательных энергетических состояний двухатомных молекул. Распределение молекул по энергетическим состояниям и зависимость его от температуры. Принципы расчета термодинамических функций методами статистической термодинамики. [c.266]

Таблица 1.1 Распределение электронов в атомах некоторых элементов по энергетическим уровням

В полупроводниках плотность электронов Уо мала и вырождение не осуществляется. Распределение электронов по энергетическим состояниям определяется законом Больцмана. Взаимодействие между электронами экранируется и в этом случае так, что кулоновское взаимодействие е /вог в полупроводнике с диэлектрической проницаемостью Бо заменяется экранированным взаимодействием [c.97]

Рис. 3 , Распределение электронов по энергетическим состояниям.

Несмотря на кажущуюся простоту физических идей, заложенных в эмиссионные методики, расшифровка экспериментальных кривых по энергетическому распределению эмитированных электронов (фотонов), а также построение достоверной картины энергетического спектра ПЭС сопряжены с определенными трудностями. Остановимся на двух наиболее важных. [c.167]

По мере сближения свободных атомов кулоновское взаимодействие между атомными остовами и перекрывающиеся части электронных распределений будут приводить к расщеплению энергетических уровней системы атомов и к расширению уровней в зоны. [c.733]

Все это предполагает, что энергетические состояния, доступные электрону, известны п что их концентрация и энергия не зависят от распределения электронов. Это не так, когда мы включаем в рассмотрение неупорядоченность решетки (вакансии и дефекты внедрения), которая сама подчинена условиям равновесия. При дайной температуре не только электроны распределены по данным зонам в энергетическим уровням дефектов согласно статистике Ферми, но я полная концентрация вакансий и дефектов внедрения сама является функцией температуры. Концентрация примесных атомов также может быть функцией температуры, например, когда твердое тело находится в контакте с газообразной фазой, содержащей способные легко диффундировать атомы. [c.90]

ЗАКОН РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ ПО ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ СОСТОЯНИЯМ [c.41]

Закон распределения электронов по энергетическим состояниям 41 [c.220]

Принцип Паули сразу позволяет объяснить распределение электронов по энергиям в твердом теле. При О К они располагаются по ступеням энергетической лестницы по два электрона на,-уровень, начиная с самого нижнего до самого высокого, определяемого имеющимся в твердом теле числом свободных электронов (рис. 6.7,а). Если имеется N свободных электронов, то число занятых уровней равно N/2. В этом случае, как говорят, электронный газ полностью вырожден . Уровень, который отделяет полностью [c.177]

Зеркальная симметрия интенсивностей поглощения и флуоресценции вытекает из зеркальной симметрии спектров. Интенсивности поглощения или флуоресценции с определенными частотами, соответствующими переходам между энергетическими уровнями нормального и возбужденного состояний, зависят от распределения молекул по этим уровням (от степени заселенности уровней обеих систем) и величины вероятностей переходов между уровнями этих систем. Поэтому симметрия интенсивностей требует вполне однозначных соотношений между распределением молекул по колебательным уровням нормального и возбужденного состояний и определенных соотношений вероятностей прямых и обратных электронных переходов. [c.253]

Необходимо отметить некоторые недоразумения, которые встречались по поводу этого случая возбуждения в более старых литературных источниках, а именно иногда считалось, что термический характер возбуждения специфически связан с возбуждением при столкновениях нейтральных атомов и молекул, совершающих тепловое движение. Наличие в светящемся объеме свободных электронов или других заряженных частиц, как предполагалось, нарушает тепловой характер возбуждения. В действительности он обусловливается лишь наличием термодинамического равновесия независимо от того, при столкновении с какими частицами происходит возбуждение атомов. При этом обычно рассматриваются случаи неполного равновесия, в том смысле, что в источнике света отсутствует равновесие с излучением. Равновесие считается выполненным лишь по отношению к движению частиц всех сортов и их распределению по энергетическим уровням. Другими словами, считается, что частицы всех сортов движутся со скоростями, распределенными по закону Максвелла с одним и тем же значением температуры Г, и что они распределены по энергетическим уровням по закону Больцмана с той же температурой Т. Тогда, при одновременном отсутствии равновесия с излучением, интенсивность линий, для которых самопоглощение не играет заметной роли, выражается формулой (2). Излучатель, удовлетворяющий формуле (2), называется больцмановским излучателем. При возрастании оптической плотности, когда сказывается самопоглощение света, больцманов-ский излучатель начинает переходить в планковский излучатель. ) [c.428]

Термин вырожденное применяется к распределению электронов, для которого область энергий, соответствующих полностью заполненным уровням, очень велика по сравнению с шириной переходной области порядка 2коТ. В вырожденной системе электронов только небольшая часть их (- коТ/Е °) может изменить свою энергию. Электрон с малой энергией может заметно изменить свое состояние, если переместить его на пустой энергетический уровень вблизи уровня Ферми. Ввиду неразличимости электронов это эквивалентно тому, что все промежуточные электроны сдвинулись бы в1верх (по энергетической шкале) на соседние уровни. Такой процесс обладает очень малой вероятностью. [c.109]

Специалисты полагают, что удешевление фотоэлементов за счет перехода к аморфному кремнию вместо монокристалличе-ского сделает метод прямого преобразования солнечной энергии в электрическую конкурентноспособным по сравнению с другими методами получения энергии. Подробное описание солнечных батарей на аморфном кремнии дано в i[68]. В настоящее время наиболее перспективным материалом считается определенным образом приготовленный аморфный сплав кремния с водородом, фотогаль-ванический эффект в котором был открыт в 1974 г. К 1978 г. КПД солнечных батарей на этом материале достиг 6%. Эта величина в 3—4 раза меньше достигнутой на кристаллических Si и GaAs, однако в последних максимальные значения КПД были получены через 20 лет после открытия соответствующего эффекта. Это подтверждает несомненную перспективность аморфных материалов для использования в солнечных батареях. Для успешной реализации этих батарей необходимо выполнение ряда условий, таких, как большой коэффициент оптического поглощения (в широкой области спектра), эффективный сбор носителей электричества на обеих сторонах полупроводникового материала (пленки), достаточно большой внутренний потенциал, определяющий ЭДС элемента. Эти условия определяются оптическими и электрическими свойствами аморфных полупроводников и в конечном счете энергетическим спектром электронов. Поэтому далее мы перечислим некоторые характерные свойства этих материалов, достаточно тесно связанные с картиной распределения состояний электронов по энергетическим зонам. [c.284]

Марганец расположен в Периодической системе элементов Д. И. Менделеева в том же большом периоде, где находятся ферромагнитные элементы железо, кобальт и никель, т. е. входят в число переходных металлов 4-го периода VII группы. Электронное строение оболочек изолированных атомов ЗФ 4s . Хотя марганец сам по себе не ферромагнитен, но его соединения и некоторые сплавы ферромагнитны. Причина ферромагнетизма в недостроенности внутренних электронных Зс1-оболочек (Зс1-металлы). Сложность структуры внешних электронных оболочек, близость энергетических уровней вызывают неустойчивость в распределении электронов между подгруппами и обусловливает сложность электронных спектров, полиморфизм и магнетизм переходных элементов [2]. [c.71]

Однако осуществляется запись скрытого изображения, представляющая собой простран- ственно неоднородное пере- распределение электронов по энергетическим состояниям в запрещенной зоне кристалла. При ттроявлении электроны, находящиеся в более высоких энергетических состояниях, возбуждаются проявляющим светом и дрейфуют под действием внешнего поля. В результате в кристалле создается нескомпенсированный положительный заряд доноров, поле которого вызывает пространственную модуляцию считывающего свет . [c.185]

Чтобы более корректно описать размытие пиков поглощения. Цини исходит непосредственно из правила сумм, предполагая, что с электромагнитным полем заданной частоты взаимодействуют не все N электронов частицы, распределенных по дискретным энергетическим уровням, но только некоторые из них в количестве Мдф (со), занимающие высокие уровни. Учитывая очевидное условие Л"эф (со)- ЛГ при со- оо, Цини находит мнимую компоненту 82(0)) диэлектрической проницаемости из правила сумм и, подставляя 82 (со) в дисперсионное соотношение, определяет реальную компоненту 8j (со). Расчеты выполнялись для куба с обычной заменой суммирований на интегралы. Частоты СО поверхностных плазмонов находили ориентировочно по формуле 8i( o )=—2, действующей для сферической частацы в вакууме. Расчетами выявлено 1) при уменьшении размера частиц значения со возрастают, но немонотонно, а осциллирующим образом [c.297]

Поскольку каждое электронное состояние связано с определенной энергией, то энергия атома в целом должна рцределяться путем суммирования энергий электронных состояний Z орбитальных электронов. Однако квантовые законы ограничивают число электронов, находящихся в данном состоянии, не давая возможности всем электронам занять наинизшие энергетические состояния, Это ограничение выражается прищипом Паули, согласно которому никакие два электрона не могут находиться в двух совершенно одинаковых энергетических состояниях, определяемых четырьмя одинаковыми квантовыми числами и, I, mi и т . Поэтому в атоме любого элемента Z электронов распределяются по разрешенным состояниям таким образом, чтобы общая энергия атома была минимальной. Из рассмотрения электронной структуры атомов различных элементов, представленной в табл. 2, можно сделать заключение о том, что именно распределение электронов [c.16]

Если даже на некоторое время предположить, что мы можем решить задачу надлежащего описания разрешенных энергетических состояний в кристаллической решетке, то все равно останется еще проблема выбора соответствующей статистики, которой следуют электроны при распределении по этим состояниям. Поскольку мы показали, что электроны не локализованы и описываются с помощью понятий, относящихся ко всему кристаллу, можно попытаться рассматривать их как свободные частицы и пользоваться статистикой Больцмана, которой, как известно, подчиняются частицы газа в заданном объеме. Однако в системе, которая описывается статистикой Больцмана, частицы должны вести себя классическим образом, т. е. они должны распределяться по возможным состояниям так, чтобы не было даль-нодействующих сил, коррелирующих с энергетическими состояниями частиц. Это условие можно сформулировать по-другому среднее расстояние I между частицами должно быть большим [c.62]

В главе кратко сформулированы основные положения электронной и колебательной (инфракрасной) спектроскопии свободных (невзаимодействующих) молекул. Рассматриваются энергетические состояния, функции распределения по уровням энергии и вероятности переходов молекул, а также величины, используемые при характеристике полос поглощения и испускания. Приводятся только те понятия, которые будут в дальнейшем исполь-Ьб а.ться при оценке влияния среды на спектры. Доста-точно по Цы е сведения о спектроскопии невзаимодействующих молекул содержатся в [1—12]. [c.8]

Это распределение по состояниям изменяется при возбуждении атома, когда электроны переходят на более высокие энергетические уровни. В пределах главных подгрупп электроны внутренних заполненных слоев К, Ь, М, т. е. имеющие л = 1, 2, 3, прочнее связаны с ядром, чем электроны ЫОРР оболочек, у которых главное квантовое число больше трех. Возбуждение последних требует меньшей затраты энергии, чем для электронов внутренних слоев. От этого зависит химическая активность или инертность элементов. [c.16]

Кристаллическая структура и свойства элементов определяются строением их атомов и в первую очередь строением электронных оболочек, которое полностью определяется зарядом ядра, равным атомному номеру I. Существенным является не только число электронов во внешних оболочках, но и распределение их по энергетическим уровням, обусловливающее взаимо- .ействие внешних электронов. Стремление спариваться так, чтобы магнитные моменты взаимно компенсировались, обеспечивая прочную связь, характерно не только для электронов внутри атомов, но и для внешних электронов соседних атомов. [c.396]

Железо принадлежит к группе переходных элементов с недостроенной -оболочкой. Распределение 26 электронов (порядковый номер железа в таблице Менделеева 26) электроиного облака атома железй по энергетическим уровням представляется в таком виде [c.437]

Фазовый спектр строится по найденном[у распределению частиц с известными начальными фазами по фазам ускоряющей волны на выходе ускорителя ф он= Яфнач) (рис. 34, а). По этой зависимости можно построить кривую распределения частиц (или тока) по фазам в конце ускорения (см. рис. 34, б). Здесь предполагается, что на входе в ускоритель электроны распределены по фазам равномерно. Фазовую протяженность сгустка можно также характеризовать шириной фазового спектра, определяя ее так же, как и ширину энергетического спектра. [c.106]

Основными составляющими чугуна являются железо и углерод. Железо — элемент VIII группы системы Менделеева, принадлежащий к группе переходных металлов с недостроенной Зг -оболочкой с распределением электронов по энергетическим уровням . Энергетические уровни Зй и 45 очень близки, и между ними может легко осуществляться переход электронов, чем и обусловлены переменная валентность и полиморфизм железа. Углерод — элемент IV группы системы Менделеева с распределением электронов 18 28 2Р в нормальном состоянии и 15 252Р — в возбужденном (при этом наблюдается 5Р - гибридизация). Свойства железа и графита, который является наиболее характерной формой углерода в чугуне, приведены в табл. 1.1. [c.7]

Нижайшей энергии системы N электронов зоны проводимости соответствует состояние Фо, в котором заполнены все состояния с энергией, меньшей или равной энергии Ферми отсчитываемой от диа зоны, и свободны все состояния с большей энергией. Такое состояние системы электронов называют полностью вырожденным. Если система N электронов находится в тепловом рав1ювесии при температуре 0 (в энергетических единицах), то распределение электронов в зоне проводимости по энергетическим состояниям характеризуется функцией распределения Ферми [c.153]

Существование магических чисел указывает на наличие какой-то внутренней структуры ядра, на закономерное распределение отдельных частиц ядра по его энергетическим уровням или орбитам подобно тому, как это наблюдается с атомными электронами. Можно полагать, что совокупность ч-астиц, находящихся на одном или нескольких, близких друг к другу по величине энергии, уровнях, составляет ядерную оболочку, последовательное заполнение которой приводит к образованию особо устойчивых ядер (по аналогии с образованием инертных газов при застройке атомных оболочек). [c.188]

Металлы, полупроводники, изоляторы. Рассмотренное выше представление о разрешенных и запрещенных энергетических зонах в оочетании с принципом Паули позволяет понять причину сильного различия между металлами и полупроводниками. В качестве опорного момента будет выступать распределение электронов по дозволенным зонам вблизи О К. [c.81]

При повышении концентрации примесных атомов электрон, локализованный вблизи одного из атомов примеси, начнет испытывать воздействие и со стороны других примесных атомов. В результате его энергетический уровень, оставаясь дискретным, несколько сдвйнется по энергии. Величина этого сдвига зависит от расположения других примесных атомов относительно центра локализации она тем больше, чем больше атомов примеси отстоит от центра на расстояние, не превышающее примерно Го (го — так называемый радиус экранирования, в случае слабо легированных полупроводников го>ав, где ав — радиус боровской орбиты в ир исталле см. гл. II, 8). Но распределение примеси в решетке никогда не бывает строго упорядоченным. Всегда имеют место локальные флюктуации концентрации. Поэтому и сдвиг энергии примесного уровня относительно дна свободной зоны Ес оказывается случайным и различным в разных точках образца. Это приводит к тому, что в запрещенной зоне вместо одного дискретного уровня появляется некоторый их набор. Такое явление называется классическим уширением уровней (см. рис. 44, б Ес—АЕ — энергия бывшего уровня примеси). Изложенная ситуация отв1бчает промежуточно легированному полупроводнику. [c.120]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...