Энергетический спектр электронов

Рис. 25. Зонная структура энергетического спектра электронов в твердом теле (металл)

Важная характеристика энергетического спектра электронов — изо-энергетическая поверхность Ферми, которая в трехмерном -пространстве служит границей между занятыми и вакантными уровнями. Твердые тела, у которых поверхность Ферми проходит в разрешенной зоне, являются металлами, а тела, у которых энергетический спектр состоит из заполненных и пустых зон, — диэлектриками или полупроводниками. [c.53]

Модель свободных электронов весьма груба, так как не учитывает периодичность поля, в котором движутся электроны. Рассмотрим, что вносит периодичность поля в энергетический спектр электронов в приближении так называемой слабой связи. Будем полагать, что периодическое поле является некоторым малым возмущением и электроны почти свободны. Покажем, что в таком приближении энергетический спектр электронов оказывается близким к спектру свободных электронов. Отличием являются лишь некоторые запрещенные области энергии. [c.349]

При разных значениях п=1, 2, 3... получаем ряд дискретных энергетических уровней, в сумме представляющих собой энергетический спектр электрона. К тому же результату можно прийти, исходя из волнового уравнения, составленного для той же модели одно мерного потенциального ящика, [c.92]

Метод фотоэлектронной спектроскопии основан на измерении энергетического спектра электронов, выбитых из вещества при бомбардировке его потоком моноэнергетических лучей или частиц. Энергии выбиты.х электронов жестко связаны с энергией соответствующих оболочек атомов или молекул в исследуемом веществе. [c.127]

Энергетический спектр электронов в твердом теле представляет совокупность разрешенных зон, между которыми находятся запрещенные зоны. Если верхняя разрешенная зона занята лишь частично, то электроны имеют возможность свободно двигаться по кристаллу и совокупность их подобна электронному газу. У щелочных металлов, например, внешняя х-зона заполнена наполовину (рис. IV. 10, а). У щелочноземельных элементов число состояний во внешней х-зоне совпадает с числом валентных электронов (по два от каждого атома), так что эта зона должна была бы заполниться целиком. Однако в кристалле наружные х- и р-зоны перекрываются объединенная 8—р-зона занята лишь частично (рис. IV.10, б) и кристалл является металлом. [c.178]

Верхняя граница интегрирования в (2.92) означает, что в жидком металле сохраняется очертание поверхности Ферми, внутри которой заключены электроны проводимости. Так как = 4я/Ли , то на примере серебра видно, что минимальная длина волны электронов проводимости = 5,46 А. Если бы электроны в металле были совершенно свободны, то их рассеяние на атомах при движении во внешнем электрическом поле можно было бы наблюдать при тех же значениях 5, что и в случае рентгеновского излучения. Опытом это не подтверждается. Следовательно, резкая верхняя граница структурного фактора, описывающего рассеяние электронов проводимости, объясняется зонной структурой энергетического спектра электронов. [c.54]

Строгое и последовательное приложение ММО к металлам приводит к зонной структуре энергетического спектра электронов в них. В действительности металлы характеризуются не столько металлической связью, сколько металлическим типом зонной структуры, в которой отсутствует запрещенная зона. Причем с позиций -Мо ЛКАО можно трактовать особенности химической связи не только в металлах, но и в полупроводниках и диэлектриках, хотя еще недавно теория строения этих веществ считалась областью фи- [c.128]

Рис. 52. Энергетический спектр электронов одномерной решетки в схеме расширенных зон

В основе поглощения световых квантов твердым телом лежат два механизма. Во-первых, энергия фотона может быть израсходована на то, чтобы увеличить энергию электрона. Это взаимодействие фотонов с электронами определяется структурой энергетического спектра электронов в твердом теле. Во-вторых, фотоны могут возбудить колебания решетки, т. е. взаимодействовать с фононами. Эти процессы дают информацию о характере химической связи в кристалле, об эффективных зарядах атомов и о характерных частотах колебаний решетки. [c.179]

Наиболее существенной характеристикой энергетического спектра электронов в зоне Бриллюэна является ферми-поверхность постоян- [c.166]

Метод псевдопотенциала также основывается на рассмотрении пространства между ионами и областей вблизи ионов. При этом существенно, что энергетический спектр электронов металла довольно близок к получаемому из приближения свободных электронов. Электрон при приближении к положительному иону ускоряется и поэтому большую часть времени проводит между ионами. Между тем, в отличие от энергетического спектра собственная функция вблизи иона существенно отличается от соответствующей свободным электронам, так как возникают осцилляции, отвечающие атомным функциям. [c.646]

Д e X T я p И. Я-, С а X а p 0 в а . Г. — В кн. Исследование энергетического спектра электронов в металлах. Киев, Паукова думка , 1965, с. 40— 49 с ил. [c.225]

Рис. 44.20. Энергетический спектр электронов, отраженных от различных материалов 6]. Е = 370 кэв — энергия падающих электронов.

Энергетический спектр электронов в кристаллах. Энергетический спектр электронов в кристаллах имеет свои специфические особенности. Легче всего эти особенности можно понять следующим образом. [c.198]

На рис. 2.7 изображена структура энергетического спектра электронов металлического электрода, а также плотность состояний для некоторых металлов. Характерной чертой является непрерывный энергетический [c.62]

Рис. 45.5. Интегральные энергетические спектры электронов (сплошные кривые) и фотонов (штриховая кривая) в нижних слоях атмосферы [10].

При вычислении релятивистских поправок, приводящих к тонкой структуре энергетического спектра электронов в атоме, мы считали поле атомного ядра центральным электрическим полем. Однако ядро атома водорода и многих других атомных ядер обладает магнитным моментом. Взаимодействие магнитных моментов электрона и ядра приводит к расщеплению вырожденных (по проекции полного момента атома) энергетических уровней атома. [c.314]

У большинства металлов и полупроводников (за исключением ферромагнитных) удельное сопротивление р с ростом магнитного поля возрастает. В сильных магнитных полях характер зависимости сопротивления от Н существенно связан с характером энергетического спектра электронов. Все металлы с замкнутыми поверхностями Ферми, у которых число электронов п не равно числу дырок 2 (N3, А1,1п), имеют сопротивление, которое сравнительно слабо возрастает в сильных магнитных полях. [c.469]

Рис. 19.6. Энергетический спектр электронов, покидающих мишень (схема для вторичной эмиссии на отражение)

Рис. 45.2. Форма энергетического спектра электронной [3 и мюонной 113] компонент космического излучения.

Наиболее существенной особенностью энергетического спектра электронов в твердых телах является расширение атомных уровней в некоторые зоны, ширина которых определяется вероятностью обмена электронов между соседними узлами решетки. При качественном рассмотрении этого вопроса достаточно обратиться к теории туннельного эффекта. Частота переходов между соседни- [c.134]

Современные представления о механизме люминесценции кристаллофосфоров основаны на зонной теории твердого тела. Как известно, по этой теории энергетический спектр электрона в изолирующем кристалле состоит из ряда зон дозволенных значений энергии, разделенных полосами запрещенных значений энергии. Верхняя зона заполненных уровней энергии обычно заполнена валентными электронами ионов решетки, как показано на схеме рис. 17. [c.44]

Рис. 17. Энергетический спектр электрона в решётке хлористого натрия.

Исходя из общей теории энергетического спектра электрона в твердом диэлектрике, П. С. Тартаковский [71] впервые в 1934 году предложил схему уровней, построенную на основе имевшихся к тому времени экспериментальных данных. В указанной схеме Тартаковский рассматривает две зоны верхнюю зону заполненных уровней энергии и зону проводимости, между которыми расположены дискретные уровни центров селективного поглощения. [c.147]

Испускаемые ядром электроны характеризуются сплошным спектром энергии от О до некоторой максимальной величины (обычно порядка 1 МэВ), вполне определенной для распада каждого данного изотопа. Непостоянство энергии электронов в процессе р--распада связывают с образованием нейтрино и антинейтрино. Частицы эти электронейтральны, не обладают массой гокоя, спин их /2, и движутся они со скоростью света. Энергия процесса Р -распада распределяется между тремя частицами электроном, остаточным ядром и антинейтрино. Участие третьей частицы и обусловливает наблюдаемый на опыте сплошной энергетический спектр электронов. С учетом существования нейтрино полагают, что в основе р--распада лежит превращение нейтрона ядра в протон, при этом образуются свободный электрон и антинейтрино [c.398]

Радиоактивный распад продуктов деления сопровождается испусканием р-частиц или одновременным испусканием р-частиц и -лучей. Энергетический спектр электронов р-распада непрерывен и характеризуется строго определенной величиной максимальной энергии электрона. Эта энергия называется верхней границей р-спектра. Максимальная, энергия спектра р-частиц и энергия компонентов р-излучения являются характерными константами изотопов. [c.562]

Вместе с тем, очевидно, из-за ограниченности целей и небольшого объема книги в монографии Тота, хотя и широко используются, но рассматриваются лишь эскизно теоретические представления о природе межчастичного взаимодействия и способах расчета энергетических спектров электронов, а также недостаточно полно сопоставляются с экспериментальными данными следующие из них выводы. Между тем состояние теории в настоящее время таково, что она в ряде случаев способна не только качественно верно описать различные свойства карбидов и нитридов, но и полуколичественно оценить те изменения, которые можно ожидать при образовании твердых растворов. В связи с этим монографию Тота следует рассматривать как отличное введение в обсуждаемый круг проблем. Прочтя ее, читатель получит достаточно четкое представление о современном состоянии вопросов, углубленное изучение которых потребует, однако, привлечения оригинальной литературы. Здесь читателю поможет приведенная в книге библиография правда, [c.6]

Методы фотоэлектронной в рентгеноэлектронной спектроскопин основаны на измерении энергетического спектра электронов, выбитых из вещества при бомбардировке его потоком фотонов или заряженных частиц. Энергии выбитых электронов гин связаны с энергией соответствующих оболочек атомов или молекул в исследуемом веществе (без учета малых поправок на изменения колебательной и вращательной энергии при ионизации) соотношением Е =ку—1а, где км — эвергия бомбардирующих фотонов /д — адиабатический потенциал ионизации электрона в молекуле или атоме. Детектируя и зная энергию квантов Ау, определяют /д. [c.146]

Современная неорганическая химия состоит из многих самостоятельных разделов, например химии комплексных соединений, химии неорганических полимеров, химии полупроводников, металлохимии, физико-химического анализа, химии редких металлов, радиохимии и т. п. Неорганическая химия давно перешагнула стадию описательной науки и в настоящее время переживает свое второе рождение в результате широкого привлечения квантовохимических методов, зонной модели энергетического спектра электронов, открытия валентнохимических соединений благородных газов, целенаправленного синтеза материалов с особыми физическими и химическими свойствами. На основе глубокого изучения зависимости между химическим строением и свойствами она успешно решает главную задачу создание новых неорганических веи еств с заданными свойствами. Неорганическая химия, как и любая естественная наука, руководствуется методологией диалектического материализма, следовательно, опирается на ленинскую теорию отражения От живого созерцания к абстрактному мышлению и от него к практике... . Живое созерцание осуществляется, как правило, при помощи эксперимента — наблюдения явлений в искусственно созданных условиях. Из экспериментальных методов важнейшим является метод химических реакций. Химические реакции — превращение одних веществ в другие путем изменения состава и химического строения. Во-первых, химические реакции дают возможность исследовать химические свойства вещества. Аналитическая химия использует химические реакции для установления качественного и количественного состава вещества. Кроме того, но химическим реакциям исследуемого вещества можно косвенно судить о его химическом строении. Прямые же методы установления химического строения в большинстве своем основаны на использовании физических явлений. Во-вторых, на основе химических реакций осуществляется неорганический синтез. За последнее время неорганический синтез достиг большого успеха, особенно в получении особочистых соединений в виде монокристаллов. Этому способствовало применение высоких температур и давлений, глубокого вакуума, внедрение бесконтейнерных способов синтеза и т. п. [c.7]

Наличие зон разрешенных энергий для электронов металлов вытекает из самых различных приближенных рассмотрений металлов. Мы подойдем к энергетическому спектру электронов металлов, исходя из спектров разъед1 -непных его атомов. В гл. ХХП1 было показано, что при образовании молекулы водорода энергия основного состояния атомов расщепляется на два уровня (Е+ и ). Аналогичное расщепление произойдет и с возбужденными термами атомов водорода. Расщепление на два уровня происходит потому, что суперпозиция двух состояний приводит к двум решениям для собственной функции молекулы и к двум уровням энергии. [c.641]

Неорганическая химия давно перешагнула стадию описательной науки и в настоящее время переживает свое "второе рождение" в результате широкого привлечения квантово-химических методов, зонной модели энергетического спектра электронов, открытия валентно-химических соединений благородных газов, целенаправленного синтеза материалов с особыми физическими и химическими свойствами. На основе глубокого изучения зависимости между химическим строением и свойствами она успешно решает главную задачу — создание новых неорганических веществ с заданными свогютвами. Из экспериментальных методов химии важнейшим является метод химических реакций. Химические реакции — превращение одних веществ в другие путем изменения состава и химического ст(юения. Во-первых, химические реакции дают возможность исследовать химические свойства вещества. Кроме того, по химическим реакциям исследуемого вещества можно косвенно судить о его химическом строении. Прямые же методы установления химического строения в большинстве своем основаны на исполь зо-вании физических явлений. Во-вторых, на основе химических реакций осуществляется неорганический синтез. За последнее время неорганический синтез дос- [c.6]

Смысл определяющего влияния ФЭК на состав и структуру электронных соединений можно понять с привлечением представлений зонной теории. Каждой кристаллической структуре отвечает характерный для нее зонный энергетический спектр электронов. Валентная зона заполняется электронами не беспредельно и вмещает только определенное их число. По заполнении зоны наступает такой момент, когда энергия электронов так резко повышается, что данная структура оказывается нестабильной и происходит изменение кристаллического строения сплава. Возникаюшдя при этом новая структура будет соответствовать большей электронной концентрации. В качестве примера рассмотрим систему медь — цинк (рис. 114). Чистая медь имеет ГЦК-структуру (кубическая плотнейшая упаковка). При плавлении меди с возрастающим количеством цинка (до 37%) атомы цинка замещают часть атомов меди статистически без изменения типа кристаллической структуры матрицы. Образуется -твердый раствор, которому отвечает вполне определенная область электронной концентрации. Эта [c.220]

Рис. 2 7. Энергетический спектр электронов в металле и зависимость плотности состояния N (Е) от Ер энергии Ферми для ряда металлов. / — простые металлы (Си) 2 — металлы с гранецемтрированной решеткой (Рс1,

Значения величины Рио, полученные в электрическом разряде по методу А. Н. Теренина и Г. Г. Неуймина, по-видимому, несопоставимы с данными, получаемыми при помощи других методов. Действительно, вследствие резкой и не всегда монотонной температурной зависимости вероятности обмена энергии при соударениях молекул (см. табл. 31), необходимо знать температуру газа в зоне разряда. Поскольку, однако, ни в опытах А. Н. Теренина и Г. Г. Неуймииа, ни в опытах Н. Я- Додоновой температура не измерялась вычисляемые ими значения величины Рьо как относящиеся к неизвестной температуре нельзя сравнивать с данными, полученными различными авторами для определенных температур. Далее, так как в опытах с электрическим разрядом последний обладал бо./1ьшой мощностью, нельзя быть уверенным в том, что в этих опытах в процессах обмена энергии, наряду с молекулами исходных веществ, не участвовали молекулы продуктов их химического превращения под действием разряда. Наконец, лежащее в основе метода А. Н. Тере-пина и Г. Г. Неуймина допущение о постоянстве энергии электронов, возбуждающих колебательные уровни молекул, несомненно, может быть справедливым лишь для узкого диапазона давлений в области малых давлений, и поэтому значения величины Рьо, получаемые при высоких давлениях, могут содержать неучтенную погрешность, связанную с изменением энергетического спектра электронов. [c.330]

Знание энергетического спектра электронов в твердых телах позволяет объяснить ряд их физических свойств, в частности оптические и электрические. Зонная теория твердььх 1ел является одноэлектронной теорией, в которой рассматривается движение одного электрона в периодическом потен- [c.76]

Несмотря на последнее обстоятельство, продолжает остро чувствоваться недостаток в монографиях, достаточно полно и, главное, всесторонне отражающих и обобщающих успехи, достигнутые в теории тугоплавких соединений. Правда, в известной мере этот пробел восполняется монографиями Т. Я. Косолаповой (1968 г.), Г. В. Самсонова (1969 г.) и Э. Стормса (1970 г.), содержащими богатый материал о методах синтеза, кристаллохимии, фазовых равновесиях и термодинамике карбидов и нитридов. Однако в них значительно меньше внимания уделено природе межатомных взаимодействий и ее связи с физическими свойствами соединений, а также обсуждению электронных состояний. Между тем опубликованные теоретические и модельные представления по рассматриваемым вопросам достаточно многочисленны, не отличаются единообразием, часто имеют противоречивый характер и, как правило, весьма дискуссионны. В этих условиях становятся особенно необходимыми обобщающие работы, в которых основные характеристики тугоплавких соединений рассматривались бы с единой точки зрения, базирующейся на современных достижениях в изучении особенностей химической связи и энергетических спектров электронов. Без подобных обобщений трудно рассчитывать на глубокий анализ сложной природы соединений этого класса и на серьезные успехи в разработке путей совершенствования их свойств. [c.5]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология