Фотоэлектрический эффект процесс

Первый из них — фотоэлектрический эффект (рис. IX.1, а) — процесс, при котором фотон, падающий на атом, передает всю свою энергию какому-либо связанному электрону атома (чаще всего им оказывается наиболее близкий к ядру 7(Г-электрон). При этом нарушается равновесие, существующее между электроном и атомным остовом вещества, происходит разрыв связи электрон— атом. Оторванный электрон вылетает со скоростью V, определяемой разницей между энергией падающего у-кванта и энергией связи электрона в атоме [c.176]

Основным процессом поглощения рентгеновского излучения в диапазоне рабочих энергий, представляющих интерес для микроанализа (1—20 кэВ), является фотоэлектрический эффект. В этом случае энергия кванта рентгеновского излучения полностью передается связанному электрону внутренних оболочек атома, в результате чего происходит испускание электрона (называемого фотоэлектроном) и аннигиляция фотона. Может также происходить неупругое рассеяние рентгеновского излучения, в результате которого происходит изменение энергии за счет эффекта Комптона, при котором рентгеновское излучение взаимодействует со свободным электроном. Для диапазона энергий, представляющего для нас интерес, сечение или вероятность эффекта Комптона настолько мала по сравнению с процессом фотоэлектронной эмиссии, что им можно спокойно пренебречь. Тогда поглощение рентгеновского излучения может рассматриваться исключительно как фотоэлектрический процесс. Для отдельного кванта поглощение является процессом все или ничего , т. е, либо из мишени испускается квант с неизменной энергией, либо он полностью поглощается. Этот факт особенно важен для проводящего анализ исследователя, который регистрирует характеристическое рентгеновское излучение определенной энергии для идентификации поэлементного состава образца. [c.86]

Поглощение -у-лучей в веществе происходит по одному из трех механизмов. Если энергия у вантов составляет около 10 кэв (Я>1,5 А), то при взаимодействии фотона с атомом наблюдается фотоэлектрический эффект. Кинетическая энергия выбитого электрона равна энергии поглощенного фотона за вычетом энергии, необходимой для удаления электрона из атома. Фотон при этом полностью поглощается и, следовательно, такой процесс не меняет энергии фотонов проходящего пучка, а [c.259]

Идея многоквантовых процессов на первый взгляд кажется противоречащей основам квантовой теории. Эйнштейн показал, что наблюдающийся фотоэлектрический эффект согласуется с представлением об излучении как о потоке фотонов, чья энергия определена частотой или длиной волны интенсивность излучения измеряется числом фотонов (в единицу времени), но не влияет на энергию каждого отдельного фотона. Подобные рассуждения применимы и к фотохимическим изменениям. Приведенный в разд. 1.2 закон Штарка — Эйнштейна служил следующим подтверждением идей квантования. Только один фотон необходимо поглотить частице, чтобы вызвать ее различные фотохимические превращения. Следовательно, фотоны с энергией меньшей, чем необходимо для какого-то определенного превращения, например диссоциации, не могут быть эффективны, как бы ни была высока их интенсивность. Очевидно, что если частота излучения не соответствует разнице между двумя энергетическими уровнями молекулы или атома, то поглощение и, следовательно, реакция не могут произойти. Однако в последнее время выполнено большое число экспериментов, [c.73]

Получение рентгеновских лучей. Описание рентгеновской трубки дано в гл. III и IV. В такого рода трубках протекает процесс, обратный фотоэлектрическому эффекту — происходит образование световых квантов в результате замедления быстро движущихся электронов. [c.144]

Этот процесс возникновения фотонов из энергии быстро движущихся электронов называется обратным фотоэлектрическим эффектом. [c.69]

На вид спектра существенное влияние оказывают следующие процессы взаимодействия 7-излучения с детектором фотоэлектрический эффект, эффект Комптона и образование пар. Они проиллюстрированы на рис. 8.4-7 вместе с идеализированным спектром, показывающим вклад отдельных типов взаимодействий в образование спектра. Фотоэлектрический эффект преобладает в области низких энергий и его вероятность быстро уменьшается с ростом энергии 7-излучения. Вероятность эффекта Комптона медленно падает с ростом энергии фотона, а вероятность процесса образования пар быстро увеличивается при увеличении энергии фотона выше порогового значения 1,02 МэВ. [c.109]

Рентгеновское и 7-излучение имеют близкую физическую природу, взаимодействуют в форме электромагнитных колебаний, отличающихся длиной волны (энергией кванта) или происхождением фотонов, поэтому их взаимодействие с веществом происходит однотипно в виде трех процессов фотоэлектрического эффекта, рассеяния и образования пар электрон—позитрон . [c.293]

С нагретого катода, ускоренный при помощи высокого положительного потенциала, приложенного к мишени. Рентгеновские лучи образуются в основном за счет замедления электронов в веществе мишени, т. е. в процессе, обратном фотоэлектрическому эффекту оба явления описываются уравнением [c.19]

На рис. 7 показаны относительные вклады фотоэлектрического эффекта, эффекта Комптона и рождения пар в массовый коэффициент поглощения, как функция энергии кванта излучения. Рис. 7, а относится к воде, а рис. 7, б — к углероду. Эти кривые заимствованы из данных Гейтлера [8], обработанных Беком и Александером [9]. Изучение этих данных показывает, что массовый коэффициент поглощения сначала быстро уменьшается с ростом энергии кванта, а затем медленно возрастает после 1 Мэе, вследствие растущего значения процесса рождения пар. [c.36]

Уменьшение интенсивности рентгеновских лучей при прохождении через вещество можно связать с двумя основными процессами. Одним из них является рассеяние падающего излучения. Обычно этот эффект становится заметным только для систем, в которых значения Z малы и (или) длина волны X велика. Вторым процессом является поглощение рентгеновских лучей, связанное с фотоэлектрическим эффектом. При этом энергия падающего рентгеновского кванта преобразуется в кинетическую энергию выбитого из атома фотоэлектрона. Одним из следствий этого эффекта является испускание характеристических рентгеновских лучей (см. гл. 5, раздел IVA). [c.129]

Осажденные на электродах красители могут обнаруживать фотоэлектрические эффекты, соответствующие окислению или восстановлению слоя красителя. Обзор литературы по этому вопросу сделан в 1942 г. [38]. Одним из эффектов ультрафиолетового облучения является эжекция свободных электронов в окружающее пространство, аналогичная фотоэлектрическому эффекту в металлах. При облучении видимым светом красителя, нанесенного на электроды и погруженного в раствор, имеет место другой фотоэлектрический эффект. Наблюдаемые при этом изменения электродного потенциала обусловлены фотосенсибилизированной окислительно-восста-новительной реакцией между красителем и электродом или растворителем. По направлению изменения потенциала можно определить, какой процесс протекает— окислительный или восстановительный если электрод становится при освещении более положительным, то это указывает на процесс фотовосстановления красителя. [c.311]

В процессе изучения фотоэлектрического эффекта было получено много [c.141]

Процесс образования пар, имеющий существенное значение лишь для элементов с большим атомным номером, происходит вблизи ядра благодаря сильному электрическому полю. Что касается распределения избыточной энергии между обоими электронами после образования пары, то наиболее вероятным будет тот случай, когда их энергии одинаковы, однако, как и в случае эффекта Комптона,могут появляться электроны со всеми возможными значениями энергии. Так же как и при фотоэлектрическом эффекте, при образовании пар происходит полное исчезновение фотона. [c.39]

В изучении природы электромагнитных колебаний — светового излучения — в науке сложились два обособленных представления. С одной стороны, экспериментальные данные по дифракции и интерференции с несомненностью указывали, что световое излучение следует рассматривать как волновой процесс, характеризующийся определенной частотой. С другой стороны, опыты по давлению света и фотоэлектрический эффект свидетельствовали, что свет следует рассматривать как поток движущихся частиц — фотонов, т. е. подтверждали корпускулярную природу света. [c.69]

Лучи (и рентгеновские лучи) передают свою энергию в основном через фотоэлектрический эффект, эффект Комптона и процесс образования пар электрон — позитрон. [c.355]

Так как ослабление энергии 7-лучей обусловливается фотоэлектрическим эффектом, комптоновским рассеянием и процессом образования пар, то линейный коэффициент ослабления принимают равным сумме трех коэффициентов [c.355]

Рассмотрим условия, при которых свет ведет себя как волна. В типичном диффракционном опыте свет из точечного или линейного источника проходит через систему щелей, после чего диффракционная картина регистрируется на фотографической пластинке. В настоящее время экспериментально найдено, что образование скрытого изображения на фотографической пластинке так же, как и фотоэлектрический эффект, является квантовым процессом. Таким образом, с точки зрения фотонной теории света этот опыт можно рассматривать как переход потока фотонов от источника к пластинке. Если бы возможно было произвести опыт с единственным фотоном, мы не могли бы получить полной диффракционной картины самое большее, одно зерно эмульсии на пластинке получило бы способность проявиться. Опыт с большим числом фотонов можно рассматривать как повторенный многократно опыт с единственным фотоном. Поэтому диффракционная картина является выражением вероятности того, что фотон, испускаемый из источника, ударится об определенное место пластинки. Волны сами по себе не наблюдаются ни в этом, ни в каких-либо других оптических опытах фактическое наблюдение света всегда квантовано, обнаруживаем ли мы свет фотографической пластинкой, фотоэлементом или человеческим глазом. [c.15]

Теория квантов объяснила ряд научных фактов. Так, фотохимическое действие красных лучей слабое (их кванты малы), фиолетовых сильное (их кванты крупные), ультрафиолетовых еще сильнее. Люминесценция (флуоресценция) — процесс, когда вещество облучается лучами одного цвета, одной частоты, а испускает лучи другого цвета, другой частоты, — объясняется тем, что при падении лучей на вещество часть их энергии поглощается, то есть величина их квантов уменьшается новым же квантам отвечает меньшая частота колебаний, то есть характер лучей изменяется в сторону лучей более мягких . Объяснила она и фотоэлектрический эффект (рис. 15, б). Фотон, падая на металл, выбивает из него электрон подобно тому, как бильярдный шарик выбивает другой. Энергия фотона (квант е) расходуется на работу Е по вырыванию электрона из атома и на сообщение электрону кинетической энергии, равной разности этих величин (е — Е). Если величина кванта е меньше величины Е, то электрон не расстанется с атомом и фотоэффекта не будет ( мягкие лучи фотоэффекта не вызывают). Интенсивность освещения скажется лишь на количестве квантов, то есть на количестве вырываемых электронов, на силе фототока-, напряжение же фототока зависит от энергии электронов, от скорости их, в свою очередь зависящей от величины квантов, то есть от величины м падающего на металл света. [c.76]

В случае поглощения у-квантов, энергия которых больше 1,02 МэВ ( . < 10- м), возрастает вероятность процесса образо вания пар. Электромагнитная энергия фотона при этом превращается в энергию возникающей электрон-позитронной пары. Как и при фотоэлектрическом эффекте, при образовании пар происходит полное исчезновение фотона. [c.330]

В случае уквантов с энергией больше 1,02 Мэе (Х<10 2 А) более вероятен третий процесс — образование пар. Фотон при этом превращается в пару электрон — позитрон. Так же, как и при фотоэлектрическом эффекте, при образовании пар происходит полное исчезновение фотона. [c.260]

При прохождении фотонов через среду возможны следующие процессы взаимодействия с веществом фотоэлектрический эффект, компто-новское (некогерентное) рассеяние, образование электронно-позитрон-ных пар, томпсон-рэлеевское (когереятное) рассеяние, флуоресценция, тормозное излучение, аннигиляционное излучение, когерентное излучение на молекулах, потенциальное (дельбруковское) рассеяние, томпсоновское рассеяние на ядрах, ядерное резонансное рассеяние, ядерный фотоэффект [33]. Наиболее важными для технологии являются первые три явления. [c.43]

На рис. 21 показаны потенциальные кривые для адсорбции цезия на поверхности фтористого кальция. Из приведенных данных следует, что адсорбция иона цезия представляет собой эндотермический процесс. При поглощении света с определенной длиной волны происходит переход из минимума В в точку Р на верхней кривой и одновременно освобождается электрон, который может отводиться в виде фотоэлектрона. Этим фотоионизацион-ным процессом полностью объясняется избирательный фотоэлектрический эффект [46], Под влиянием теплового возбуждения [c.87]

В периодической системе элементов к металлам относят элементы I, II и III групп, кроме В, элементы IV группы, кроме С и 51, V группы, кроме Ы, Р, Аз, элементы побочных подгрупп VI, VII, VIII группы, а также лантаноиды и актиноиды, т. е. в периодической системе подавляющее большинство элементов (около 80%) —металлы. Металлы в реакциях окисления — восстановления проявляют восстановительные свойства, отдавая свои электроны, переходят в положительно заряженные ионы. Отрицательно заряженных ионов они не образуют. Отрыв наружных электронов у атомов металлов может быть осуществлен не только в ходе химических реакций, но и в процессе термоэлектронной эмиссии — испускания электронов нагретыми телами в результате теплового возбуждения электронов в этих телах — и фотоэлектрического эффекта (или фотоэффекта), когда под действием освещения происходит выход электронов из металлов. Металлы при этом заряжаются положительно. [c.85]

Фотоэлектрический эффект представляет основной процесс взаимодействия в ВЧСе-детекторе. При фотоэлектрическом эффекте падающий 7-квант выбивает из атома связанный электрон, называемый фотоэлектроном, и передает ему полную энергию за вычетом энергии связи электрона. Энергия связи обычно пренебрежимо мала по сравнению с энергией 7-излучения. Если кинетическая энергия фотоэлектрона полностью расходуется в процессе вторичной ионизации в чувствительном объеме детектора, тогда амплитуда полу-чешюго импульса соответствует первоначальной энергии 7-кванта. Сигналы, полученные таким путем от 7-излучения определенной энергии, проявляются в 7-спектре как узкие пики, называемые фотопиками. Однако следует сознавать, что в образование этих пиков фотоэлектрический эффект вносит основной, но не исключительный, вклад. Действительно, более сложные процессы, включающие эффект Комптона и образование пар, могут приводить к общему поглощению 7-излучения в детекторе, образуя импульсы, идентичные импульсам фотоэффекта. Следовательно, более правильным названием этого пика является пик полной энергии. [c.109]

Рентгеновский фотоэлектрический эффект. Если пучок видимого света падает на твердую мишень, то при этом могут испускаться электроны (фотоэлектрический эффект) кроме того, часть энергии может поглощаться и снова выделяться в виде флуоресценции. Аналогичные явления могут наблюдаться и в области рентгеновых лучей. Оба процесса — фотоэлектрический эффект и флуоресценция — зависят от природы. шо-да и могут применяться для аналитических целей. [c.122]

Знак изменения потенциала указывает лишь на окисленное или восстановленное электродноактивное состояние что же касается механизма процесса, то он пока не установлен (высказаны различные альтернативные предположения). Работа Хиллсона и Ридела [75] показывает, какие выводы могут делаться на основании тщательного изучения этого фотоэлектрического эффекта (Беккереля). Авторы упомянутой работы покрывали платиновые электроды водонерастворимым трифенилметановым красителем или азокрасителями и затем наблюдали, идет ли фотоокисление или фотовосстановление. Введением тонкого колоидального слоя между красителем и электродом им удалось исключить реакцию восстановления, в то время как окислительный потенциал оставался почти без изменения. Из этого и других наблюдений было сделано заключение, что фотовосстановление включает прямой перенос электрона из электрода в краситель, в то время как фотоокисление красителя включает восстановление воды до атомов водорода с их последующей диффузией к платиновому электроду. [c.311]

Определив дозу в рентгенах, можно вычислить энергию, поглощенную системой. Другими словами, если известна доза рентгеновских или у учей, полученная дозиметром, можно вычислить дозу, соответствующую облучению любой системы, помещенной в то же место поля излучения. Для этого необходимо знать отношение энергий, поглощаемых единицами массы интересующей нас системы и дозиметра. Как показано выше, это легко сделать, если основным процессом поглощения энергии излучения является комптоновское -рассеяние. Если же в поглощении энергии заметную роль играют фотоэлектрический эффект или образование электрон-позитронных пар, то требуется знание < уммарного коэффициента т +.та+тК для сравниваемых сред, где тХ — коэффициент фотоэлектрического поглощения, — часть коэффициента комптоновского рассеяния, соответствующая передаче энергии электронам отдачи, и тК — часть коэффициента образования пар, соответствующая передаче энергии позитрону и электрону. В табл. 6 приведен ряд значений этого суммарного коэффициента. Дополнительные сведения по рассмотренному вопросу, включая оценку средних эффективных значений энергии фотонов, образующихся в рентгеновских установках (примерно от одной четвертой до половины величины напряжения, приложенного к трубке, в зависимости от степени фильтрации), можно найти в других работах [Н75, 16]. [c.58]

В 1905 г. Эйнштейн высказал предположение о том, что идея о квантовании должна быть применена не только к процессам лучеиспускания и лучепоглощения, но и к излучению как таковому. Это значит, что электромагнитное излучение состоит из частиц, называемых сейчас фотонами, имеющих энергию hv и распространяющихся в пространстве со скоростью света. Такое радикальное изменение во взглядах, которое было предложено вначале Планком, а потом Эйнштейном, не могло быть принято без основательного экспериментального доказательства, подтверждающего эти новые идеи. Экспериментальное доказательство было получено, и тогда квантовую теорию стало невозможно опровергнуть. Удовлетворительное объяснение Эйнштейном фотоэлектрического эффекта было одним из триумфов квантовой теории Еще в 1887 г. Герц нашел, что если ультрафиолетовые лучи сфокусировать на металлическую поверхность, то она заряжается положительно. Это, конечно, означает, что отрицательный заряд каким-то образом удаляется. Затем вскоре после открытия электрона было показано, что этот заряд уносится электронами. [c.21]

Для непосредственного использования световой энергии солнца возможны два пути получение электрической энергии с помощью фотоэлектрического эффекта при освещении металлических поверхностей ( 26, т. 1)и фотохимические процессы, которые повидимому станут в близком будущем одним из основных источников энергии для техники, поскольку известные нам легко доступные запасы ископаемого топлива и дерева истощаются, водные рессурсы слишком ограничены, а использование почти неисчерпаемых запасов внутриатомной энергии до сих пор еще не имеет практических перспектив. В этом аспекте правильно рассматривать фотохимию как химию будущего. [c.467]

Исследование фотосенсибилизирующего действия 2пО и Т10г [40] показало, что у 2пО оно связано с фотопроводимостью и сопровождающим ее высвобождением электронов, которые активируют сорбированный на 1пО кислород, вызывающий ускорение окислительных процессов в резине. Высвобождение электронов при действии света из-за фотоэлектрического эффекта происходит и у Т102. Фотосенсибилизированное оксидами [c.20]

Теория квантов объяснила ряд научных фактов. Так, фотохимическое действие красных лучей слабое (их кванты малы), фиолетовых сильное (их кванты крупные), ультрафиолетовых еще сильнее. Люминесценция (флюоресценция) — процесс, когда вещество облучается лучами одного цвета, одной частоты, а испускает лучи другого цвета, другой частоты,— объясняется тем, что при падении лучей на вещестао часть их энергии поглощается, то есть величина их квантов уменьшается новым же квантам отвечает меньшая частота колебаний, то есть характер лучей изменяется в сторону лучей более мягких . Объяснила она и фотоэлектрический эффект (рис. 12 6). Фотон, падая на металл, выбивает из него электрон подобно тому, как биллиардный шарик выбивает другой. Энергия фотона (квант е) расходуется на работу Е по вырыванию электрона из атома и на сообщение электрону кинетической энергии, равной разности этих величин (е — Е). Если величина кванта е меньше величины Е, то электрон не расстанется с атомом и фотоэффекта не будет ( мягкие лучи фотоэффекта не вызывают). Интен- [c.77]

Радионуклидный рентгенофлуоресцентный анализ. Метод радионуклидного рентгенофлуоресцентного анализа (РРФА), основанный на взаимодействии с веществом низкоэнергетического и рентгеновского излучения (с энергией меньше 150 Кэв), не получил пока еще такого широкого использования при исследовании растворимости, как радио-индикаторный метод и активационный. Преобладающим процессом взаимодействия РРФА является фотоэлектрический эффект, который возникает при выбивании у-квантом из атома поглощаемого вещества электронов А -уровня. Освободившееся место на А -уровне занимает электрон с более высокого энергетического уровня, при этом переход сопровождается испусканием характеристического рентгеновского или флюоресцентного излучения. [c.295]

Поглощение у-лучей в веществе происходит по одному из трех механизмов. Если энергия уквантов составляет около ЮкэВ (А, > 0,15 нм), то при взаимодействии фотона с атомом наблюдается фотоэлектрический эффект. Кинетическая энергия выбитого электрона равна энергии падающего фотона за вычетом энергии, необходимой для удаления электрона из атома. Фотон при этом полностью поглощается, и, следовательно, такой процесс не изменяет энергии фотонов проходящего пучка, а уменьшает только их общее число. С увеличением энергии падающих фотонов существенную роль начинает играть эффект Комптона. Фотон сталкивается с атомным электроном и претерпевает упругое рассеяние, при этом энергия падающего кванта распределяется между электроном отдачи и фотоном рассеяния. Возникающий электрон отдачи в свою очередь вызывает ионизацию вещества. [c.320]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология