Три вида фотоэффекта

Рис. 2.4. Виды взаимодействия у-излучения с веществом а) фотоэффект б) комптоновское рассеяние в) образование электрон-позитронной пары

Три вида фотоэффекта. Фотоэлектрическим эффектом н широком смысле слова называют возникновение или изменение электрического тока в цепи под действием света, падаюш его на один из элементов этой цени. В настояш,ее время различают три рода фотоэлектрического эффекта. [c.55]

Существует два вида фотоэффекта внутренний и внешний. Первый положен в основу создания вентильных фотоэлементов и фотосопротивлений, второй — вакуумных и газонаполненных фотоэлементов. Внутренний фотоэффект (фотоэффект запирающего слоя) наблюдается при облучении кристалла полупроводника или диэлектрика, что приводит к изменению энергетического состояния электронов кристаллической решетки. Этот процесс сопровождается либо изменением подвижности или концентрации носителей заряда, либо пространственным перераспределением возникших под действием излучения разноименных зарядов ( электрон — дырка ), приводящим к накоплению их у разных электродов. Механизм внутреннего фотоэффекта объясняется зонной теорией (см. стр. 55). [c.175]

Из различных видов фотоэлектрических детекторов излучения, основанных на внутреннем и внешнем фотоэффекте (фотоэлементы, фотосопротивления, фотоумножители, счетчики фотонов, электронно-оптические преобразователи и усилители, фотодиоды), для измерений в УФ- и видимой областях спектра наибольшее распространение получили фотоэлектронные умножители (ФЭУ) и фотодиоды. [c.79]

Однако концепция волновой природы света не позволяет интерпретировать некоторые явления, такие, как, например, фотоэлектричество если металлическую поверхность подвергнуть действию света с достаточно малой длиной волны (X ниже некоторой предельной величины 01 называемой границей фотоэффекта), то металл начинает испускать электроны. Изучение этого явления показывает, что кинетическая энергия электронов, вырываемых из металлической пластинки, не зависит от интенсивности света, а зависит только от его частоты. Граница фотоэффекта соответствует минимальной частоте света Vo (или максимальной длине волны Х , которая освобождает не обладающие кинетической энергией электроны. Эта граница различна для разных металлов, поскольку она зависит от легкости, с которой электроны могут быть вырваны с поверхности металла. Если частота света выше Vo (или длина волны ниже о)> то электроны, вырванные из металлической пластинки, обладают некоторой кинетической энергией. Однако, согласно классической теории электромагнитных излучений, эта кинетическая энергия должна зависеть от интенсивности света, что находится в противоречии с экспериментальными результатами. В 1900 г. Планк, а затем в 1905 г. Эйнштейн ввели новые понятия, позволяющие, в частности, объяснить и это явление они стали на точку зрения дискретной, т. е. корпускулярной, природы света. Монохроматическое световое излучение проявляется в виде частиц света, названных фотонами. Эти частицы света соответствуют импульсам энергии — квантам. [c.21]

Соответственно этим двум видам фотоэффекта делят и приемники ИК-излучения с внутренним фотоэффектом и с внешним фотоэффектом. [c.113]

Простейщие из таких приборов — фотоэлементы в соответствии с тремя видами фотоэффекта — внешним, внутренним и в запирающем слое — различают и три типа фотоэлементов. Свет, падающий на катод ( фотокатод ) из щелочного металла нанесенный на внутреннюю поверхность колбы фотоэлемента с внешним фотоэффектом, выбивает из него электроны. Под влиянием приложенного извне напряжения электроны направляются к аноду и создают в цепи фотоэлемента ток ( фототок ), в известных пределах освещенности пропорциональный интенсивности светового потока. Такие фотоэлементы делают вакуумными или газонаполненными. [c.108]

В первом случае (схема I) краситель не будет претерпевать изменения заряда и перенос энергии должен происходить в пределах комплекса краситель—бром, причем источником электрона служит бром-ион, так же, как это принимается для случая несенсибилизированного фотолиза бромида серебра. Во втором случае краситель отдает электрон иону серебра и получает вместо него электрон от иона брома. Следовательно, краситель должен обнаруживать один из видов фотоэффекта. Следует предполагать, что вырывание электрона может быть обнаружено прямым экспериментом. [c.232]

Многие физико-химические свойства рубидия и цезия тесно связаны со структурой их электронных оболочек, конфигурацию которых можно представить в виде 55 (Кг) и 65 (Хе). Вследствие небольшой разницы в энергиях атомных орбиталей Ы и 5з Ъй и б5 атомы рубидия и цезия легко возбуждаются. Это непосредственно выражается в хорошей электропроводности, фотоэффекте, в низких значениях ионизационных потенциалов (см. табл. 3). [c.78]

В 1905 г. Эйнштейн, объясняя явление фотоэффекта (испускание электронов металлами под действием света), высказал предположение, что свет распространяется в виде фотонов, энергия которых Е связана с длиной волны света К и частотой V соотношением [c.48]

Что называют фотоэффектом и какие основные виды имеет фотоэффект [c.168]

В этом случае фотоэффект получается благодаря наличию вентильного илп запорного слоя на границе соприкосновения двух тел Е ж а ъ виде очень тонкого зазора (порядка —10— см) [c.183]

Из различных видов фотоэлектрических детекторов излучения, основанных на внешнем и внутреннем фотоэффекте (фотоэлементы, фотосопротивления, фотоумножители, счетчики фотонов, электронно-оптические [c.393]

Поглощение рентгеновского излучения. Рентгеновские кванты при поглощении в веществе способны ионизовать внутренние электронные оболочки. Это явление носит название фотоэффекта. Фотоэффект возникает тогда, когда энергия рентгеновского кванта Е > порог- В результате электрон покидает атом, а избыток энергии выделяется в виде рентгеновского кванта. Получаемое вторичное рентгеновское излучение называется флуоресцентным. [c.7]

Оптический принцип передачи информации позволяет реализовать также активные токосъемники, в которых функция электрического взаимодействия подвижного элемента с неподвижным элементом контакта совмещена с функцией энергоснабжения. На рис 4.20 представлен пример такого токосъемника с составе устройства контроля подшипников. Токосъемник выполнен в виде вакуумного фотоэлемента с внешним фотоэффектом. [c.497]

В этом параграфе мы рассмотрим процесс внутренней конверсии, Это название отражает первоначальную ошибочную точку зрения, согласно которой передача энергии возбуждения ядра электронам атома рассматривалась как внутриядерный фотоэффект, осуществляемый фотонами, испускаемыми ядром. В дальнейшем выяснилось, что процесс передачи энергии возбуждения ядра электронам может происходить и в том случае, когда испускание одного фотона абсолютно запрещено, т, е. между состояниями с нулевыми значениями полного момента (0—0 переходы, см. 94). Внутреннюю конверсию и испускание ядром фотонов следует рассматривать как две альтернативные возможности, осуществляемые при переходе атомного ядра из возбужденного в основное состояние. Вопросу вычисления вероятности внутренней конверсии посвящено много работ [92—96], которые отличаются друг от друга тем или иным использованным приближением для волновых функций атомных электронов и для оператора, определяющего переходы. Здесь мы рассмотрим элементарную теорию внутренней конверсии, в которой волновые функции испускаемых электронов выбираются в виде плоских волн и используется нерелятивистское приближение. [c.475]

Почти все современные фотоэлементы, основанные на внешнем фотоэффекте, обладают катодами, содержащими щелочной металл. Поэтому такие фотоэлементы изготовляются в виде стеклянных сосудов (рис. 18), в которых создается высокий вакуум внутри сосудов помещается фотокатод (/), нанесенный на внутреннюю поверхность стекла, либо на металлическую пластинку. Перед катодом располагается анод (2), собирающий вырываемые фотоэлектроны. Размеры анода должны быть невелики, чтобы не препятствовать свободному доступу света к поверхности катода. [c.47]

Если иметь в виду органические соединения, то сложными катодами являются те вещества, которые дают на кривой спектр — эмиссия один или больше максимумов при энергиях более низких, чем требуется для извлечения электронов из самого органического кристалла. Само название сложный катод появилось при изучении фотоэмиссии металлов, когда оказалось, что нанесение на металл органических и неорганических пленок дает селективные фотоэффекты. Так как все органические вещества могут быть нанесены на проводящую основу, т. е. вполне можно сказать, что они образуют поэтому сложные катоды (таким образом, все простые катоды, рассмотренные в разделе 4,Б, были бы сложными ), мы в этой главе будем использовать термин сложный катод только в тех случаях, когда на кривой спектральной чувствительности появляется дополнительный ( селективный ) максимум. [c.687]

При наличии только фотоэффекта выражение для определения эффективного атомного номера имеет вид [c.80]

Классическая теория не смогла объяснить экспериментальные закономерности фотоэффекта. Эйнштейн л<е с большим успехом воспользовался квантовой гипотезой Планка. В соответствии с квантовой теорией, при падении на поверхность металла фотон передает свою энергию электрону поверхности. Электрон вылетает с кинетической энергией, равной энергии падающего фотона за вычетом энергии, необходимой для отрыва его от поверхности. Так как энергия фотона равна /гу, выражение для энергии фотоэлектрона имеет вид [c.22]

Фотоэффект. При фотоэффекте у-квант передает всю свою энергию /IV какому-либо электрону атомной оболочки (см. рис. 1. 1). Часть этой энергии идет на разрыв связи электрона с атомной оболочкой, остаток — на сообщение кинетической энергии освобожденному электрону (фотоэлектрону). Энергетическое соотношение, согласно Эйнштейну, имеет следующий вид [c.41]

Ранее внутреннюю конверсию рассматривали как особый вид внутреннего фотоэффекта , обусловленного передачей орбитальному электрону всей энергии у-кванта, образующегося при переходе возбужденного ядра на основной уровень. Сейчас принято считать, что внутренняя конверсия обусловлена непосредственной передачей энергии возбуждения ядра одному из внутренних электронов без промежуточного образования у-кванта. [c.25]

Здесь имеются в виду методы, которые основываются на явлениях фотоэффекта, получаемого при использовании монохроматического электромагнитного излучения, и вторичной электронной эмиссии. Собственно фотоэлектронной спектроскопией (ФЭС) называют метод, в котором вещество облучают в вакуумной УФ области электромагнитного спектра. Приоритет открытия явления эмиссии фотоэлектронов в газах под действием УФ облучения, положившего начало развитию метода ФЭС, принадлежит Ф. И. Вилесову (СССР). В рентгеноэлектронной спектроскопии (РЭС, или ЭСХА, что означает электронная спектроскопия для химического анализа) используют монохроматическое рентгеновское излучение. Создателем этого метода применительно к изучению поверхности твердых тел является шведский ученый К. Зигбан. Для возбуждения эмисии электропов может использоваться также электронный пучок, тогда говорят о методе индуцированной электронной эмиссии спектроскопии . [c.134]

Для того чтобы учесть значение различных эффектов в ослаблении у-излучения при прохождении его через вещество необходимо иметь в виду следующее. Для у-квантов с энергией, большей энергии связи д-электронов, вероятность фотоэффекта сначала резко а затем более медленно [c.123]

При ионизации внутренней, например, /С-оболочки атома в результате столкновения с электроном, фотоэффекта или какого-нибудь другого процесса атом приобретает избыточную по сравнению с нормальным состоянием потенциальную энергию. В этом случае электронная система атома стремится перегруппироваться таким образом, чтобы перейти в устойчивое состояние, т. е. в состояние с минимальной энергией. Так, на свободное место в /С-оболочке может перейти один из внешних электронов, скажем, из -оболочки, а разность энергии —Е двух состояний выделится в виде излучения с частотой [Ец—Е1)/к. В результате появится несколько спектральных линий с частотами, характерными для данного атома, возбужденного ионизацией. Однако энергия Е]< —Е может и не выделиться, а перейти к одному из электронов на внешнем уровне, в результате чего этот электрон вылетит из атома. Это явление называется эффектом Оже. [c.117]

Фотоэлементы. Фотоэлементами называют устройства, преобразующие световую энергию в электрическую. Действие фотоэлементов основано на использовании фотоэффекта. Различают внешний и внутренний фотоэффекты. При внешнем фотоэффекте поглощение света приводит к отрыву электрона с облучаемой поверхности. Внутренний фотоэффект характеризуется увеличением электрической проводимости вещества под действием света. Если внутренний фотоэффект проявляется вблизи граничного слоя между двумя полупроводниками или полупроводником и металлом, то возникает фотоЭДС. Это явление иногда выделяют в особый вид фотоэффекта и называют фотогальваническим эффектом или эффектом запорного (запирающего) слоя. [c.25]

Другие экспериментальные доказательст11а высказанной точки зрения получаются нз фотоэлектрических измерений. Нормальная (неизбирательная) фотоэлектрическая эмиссия с вольфрамовой нити, на которой адсорбирован натрий, ири сравнительно малых заполнениях растет с температурой. Напротив, при более высоких заполнениях фотоэффект с ростом температуры падает. Оба эти эффекта обратимы [253]. Очевидно, что при сравнительно низких значениях О, когда адсорбированный натрий находится на поверхности в виде ионов, повышение температуры приводит к небольшому увеличению среднего расстояния ионов от поверхности, вследствие чего дипольньп" момент слегка увеличивается, а работа выхода слегка уменьшается. Если же натрий адсорбирован в виде атомов, то диполи, образовавшиеся теперь в результате поляризации атомов полем металла, уменьшаются, так как с повышением температуры среднее расстояние атомов натрия от поверхности металла увеличивается. [c.139]

Если фотон освободил электрон с внутренних оболочек атома, место этого электрона занимают электроны с внешних оболочек, испуская при этом излучение, называемое характеристическим и определяемое номерами орбит и номером химического элемента атома. Направление вылета фотоэлектронов при энергиях фотонов менее 0,5 МэВ перпендикулярно направлению движения фотона, а при увеличении энергии фотонов приближается к направлению излучения. Фотоэффект преобладает над другими видами взаимодействия при низкой энергии падающего излучения и при большом атомном номере вещества. Он характеризуется линейным коэффициентом фотоэлектрического поглощения р,ф (1/м), который уменьшается с повышением энергии кванта излучения и возрастает с увеличением атомного номера вещества. При определенных значениях энергии квантов (длины волны) падающего излучения происходят резкие изменения Цф, называемые скачками поглощения, соответствующие достижению энергетических уровней электронов один скачок — в К-серии, три — в Ь-серни, пять — в М-серии и т. д. Скачки поглощения имеют место, когда длина волны падающего кванта становится несколько меньше длины волны фотонов соответствующей серии. [c.294]

Фотоэлектрические ПИ. действие которых в среднем ИК-диапазо-не основано на внутреннем фотоэффекте, чаще всего изготовляют в виде фоторезисторов и фотодиодов (табл. 15). В чувствительных пирометрах и тепловизорах обычно применяют ПИ на основе антимонида [c.86]

В 111 были найдены функции типа ф , имеющие асимптотику в виде плоской волны Фь и сходящейся сферической волны, обусловленной кулоновским полем, путем решения эквивалентного дифференциального уравнения. Функции q> используются при вычислении фотоэффекта на атомах, когда желают учесть взаимодействие электрона с кулоновским полем ядра, и в теории ядерных реакций, когда учитывают кулоновское взаимодействие продуктов реакции (см. по этому поводу также работу Брейта и Бете [114]). [c.581]

Наряду с описанными выше методами ДМЭ и РФЭС к современным методам исследования принадлежат метод дифракции отраженных электронов высокой энергии (ДОЭВЭ) и оже-спектроскопия. Оже-электроны, обнаруживаемые в спектре вторичных электронов, возникают в результате внутреннего фотоэффекта — освобождения электрона из энергетически более высоко лежащей оболочки после безызлучательного электронного перехода в том же атоме, возбужденном полученной энергией. Энергия оже-электронов характеризует данный элемент. Из наружных участков твердого тела эмитируются электроны только первых двух или трех атомных слоев. Состав поверхностного слоя твердого тела и виды связи на его поверхности определяют, как и для описанных в разд. 3.3,7 спектров РФЭС, по положению пика в энергетическом спектре, изменению этого положения (химическому сдвигу) и по плрщади пика. [c.42]

Относительные концентрации электронов и дырок в окисле можно изменить путем облучения в области основного поглощения твердого тела. Используя зонную схему, можно представить, что поглощенный квант возбуждает электрон валентной зоны, который перескакивает через запрещенный участок, отделяющий ее от зоны проводимости наличие свободного электрона в зоне проводимости и дырки, свободно передвигающейся в валентной зоне, проявляется в случае приложения электрического поля как фотопроводимость. Если электрон и дырка образуют возбужденное состояние, оставаясь связанными вместе в виде экситона, то фотопроводимости не наблюдается, пока какое-нибудь дополнительное воздействие не приведет к диссоциации экситона. Поскольку электроны и дырки возникают в результате поглощения света или у-лучей, то можно ожидать — при условии правильности идей о роли электронов и дырок как реагентов при адсорбции и катализе, — что облучение будет стимулировать фотоадсорбцию , фотодесорбцию и фотокатализ точно так же, как оно вызывает фотопроводимость. Ввиду того что после прекращения возбуждающего облучения фотопроводимость очень быстро исчезает из-за рекомбинации электронов и дырок, можно полагать, что фотоадсорбция и родственные явления будут наблюдаться только в процессе облучения. Донорные или акцепторные центры в окисле, обусловленные, например, несте-хиометричностью, должны играть важную роль в определении природы и величины поверхностных фотоэффектов вследствие их способности избирательно захватывать электроны или дырки, а также из-за того, что вызываемое ими нарушение периодичности решетки может привести к поглощению за пределами области основного поглощения. [c.353]

Проявлялся при работе со смесями, богатыми окисью углерода. Однако механизмы для отмеченных двух серий опытов в разных условиях почти наверняка различны. Эксперименты с фильтрами показали, что в фотокатализе активен свет с длиной волны между 400 и 450 ммк, т. е. в области более длинных волн, чем при обычно принятой границе поглощения 385 ммк. Теренин и Солоницын [113] показали, что то же самое имеет место и для фотодесорбции кислорода, для которой они проследили за уменьщением фотоактивности до 500 ммк. Известно, что присутствие в избытке цинка, так же как подъем температуры [104], приводит к расширению границ поглощения, но причина распространения фотоактивности на видимую область в случае этих порошкообразных образцов окиси цинка пока непонятна. Мы склонны объяснить наличием избыточного цинка тот факт, что фотокатализ, так же как и адсорбционные фотоэффекты, более заметно выражен в случае окиси цинка с добавками лития, чем в случае окиси цинка без добавок или с добавками хрома. Следует упомянуть, что, согласно Ритчи и Калверту [124], прокаленная закись меди, присутствующая в виде тонкого слоя на металлической меди, также проявляет фотокатализ в окислении СО, если производится облучение ультрафиолетовым светом при 25°. Эти авторы отмечают, что добавление серы или сурьмы с образованием твердого раствора приводит к повыщению проводимости окисла, но к уменьшению фотоэффектов, хотя причина выбора именно этих добавок неясна. [c.361]

Реакция захвата. Бомбардирующая частица (например, медленный нейтрон), остается в ядре, ядро испускает энергию в виде -излучения. Возможен и обратный процесс полного поглощения у-кванта, в результате которого испускаетсй нуклон (в большинстве случаев нейтрон), — ядерный фотоэффект. [c.395]

Приемники с внутренним фотоэффектом применяют в видимой области лишь для некоторых измерений, не требуюш их большой чувствительности и малой инерционности (селеновый фотоэлемент). Зато в инфракрасной части спектра с успехом используют фотосопротивления в виде тонких пленок на основе РЬ8, РЬТе и РЬ8е, чувствительных вплоть до 7—8 мк, а также 1п8Ь, 1пА8 и некоторые другие полупроводники либо с электронной, либо с дырочной проводимостью, меняюш,ейся под действием освещения. [c.327]

Искажения у пектра от моноэнергетического излучения можно наблюдать и за счет других причин. В низкоэнергетической области спектра можно наблюдать искалсения за счет ре , гистрации характеристического рентгеновского излучения от защиты. Так как это излучение возникает на основе фотоэффекта, вероятность которого возрастает с увеличением порядкового номера элемента, то это необходимо учитывать при конструировании кожуха и защитного экрана спектрометрического сцинтилляционного детектора. Если в качестве защитного материала используется свинец, то в низкоэнергетической области спектра появляется пик от характеристического излучения свинца с энергией приблизительно 0,080 Мэе. Для снижения этого вида паразитного излучения используется набор экранов. Обычно для подавления характеристического излучения свинца используются экраны из кадмия толщиной около 1 мм и меди толщиной 0,15 мм. [c.73]

К началу 20 века прочно укрепилось представление о свете как о волновом процессе. В самом деле, отражение и преломление света, а также интерференция и дифракция света нашли прекрасное толкование на основе волновых представлений. Однако спектральные зависимости интенсивности излучения нагретых тел, фотоэффект и люминесценция не поддавались волновому описанию. Осенью 1900 г. М. Планк возродил идею Ньютона о световых корпускулах при рассмотрении теплового излучения. В знаменитом докладе Немецкому физическому обшеству 14 декабря 1900 г. он показал, что непротиворечивую формулу для излучения абсолютно чёрного тела можно получить, если принять, что излучение происходит не непрерывно, а в виде порций энергии (квантов) с энергией одного кванта Е — ки. Позже А. Эйнштейн высказал предположение, что свет не только испускается, но и поглош,ается в виде квантов энергии. С помош ью такого представления о свете им было объяснено явление фотоэффекта в 1905 г. Так утвердился дуализм в представлениях о природе света, а точнее, дуализм в математических подходах при описании свойств удивительного и загадочного объекта, который мы называем светом. [c.392]

Следует иметь в виду, что принципы действия селеновых и цезиевых фотоэлементов различны. Цезий под действием фотонов света выбрасывает дополнительные электроны. Это явление внешнего фотоэффекта. В селене же под действием света растет число дырок, его собственная элекропроводность увеличивается. Это внутренний фотоэффект. [c.138]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология