اثر فوتو الکتریک

تاریخ انتشار:1397-08-22
تاریخ بروزرسانی: 1397-08-22
تعداد بازدید: 31579



اثر فوتو الکتریک

اثر فوتو الکتریک 
اگرچه ساختمان اتمی بسیار پیچیده است اما می‌توان به مقدار زیادی آن را ساده کرد و در عین حال همچنان ایده خوبی در مورد چگونگی اتفاق این برخوردها داشت.
اتم شامل یک هسته مرکزی و تعدادی الکترون در مدارها است در این مبحث هسته فقط به عنوان وسیله ای که الکترون ها را در اتم نگه میدارد در نظر گرفته می شود که دارای بار مثبت است و  الکترون ها را با بار منفی در مدار خاصی نگه میدارد. 
داخلی ترین  لایه K نامیده می شود و لایه های محیطی تر دارای اسم های L,M,N هستند لایه K فقط قادر به پذیرش دو الکترون است و اگر الکترونی بیشتری در هسته وجود داشت باید به لایه بعدی برود. هر لایه دارای انرژی خاصی است. الکترون هایی که در لایه های نزدیک به سطح قرار دارد به صورت محکم تری در اطراف هسته نگه داشته میشوند الکترونهای لایه خارجی پیوند حساس تری داشته و اساساً آزاد هستند و بدین سبب آنها را الکترونهای آزاد می نامند.
میزان انرژی لایه های اتمی به وسیله عدد اتمی آن مشخص میشود. الکترونهای لایه K در عناصر با عدد اتمی بالا نسبت به عناصر با عدد اتمی پایین با قدرت بیشتری به اتم پیوند خورده اند در حقیقت این اختلاف ها قابل اندازه گیری است. به عنوان مثال انرژی همبستگی لایه K در سرب ۸۸ کیلو الکترون ولت است در حالیکه انرژی همبستگی لایه K در کلسیم فقط ۴ کیلو الکترون ولت است. الکترونها در ناحیه K نسبت به لایه L در سطح انرژی پایین تری قرار دارند.
 اگر خارجی ترین این الکترونها را به عنوان الکترون آزاد فرض کنیم الکترون های لایه داخلی از نظر انرژی در حالت مقروض قرار دارد میزان این قرض با نزدیکتر شدن به هسته اتم در یک عنصر با عدد اتمی بالا مشخص میشود.
یک فوتون تابشی با انرژی کمی بیشتر از انرژی همبستگی یک الکترون لایه K به یکی از الکترونهای این مدار برخورد کرده و آن را از مدارش خارج می‌کند فوتون مزبور با انتقال تمام انرژی خود به الکترون ناپدید میشود بیشتر انرژی فوتون صرف غلبه بر انرژی همبستگی الکترون می شود و باقی مانده آن به الکترون انرژی جنبشی می‌دهد. الکترونی که از حالت کمبود انرژی رهایی یافته است به صورت یک فوتو الکترون در فضا رها می‌شود این الکترون به صورت یک یون منفی در می‌آید اما از آنجا که ذرات باردار قدرت نفوذ کمی دارند لذا تقریباً بلافاصله جذب می شوند حتی برای مدت کوتاهی با یک جای خالی الکترونی در لایه های باقی مانده و بلافاصله با قرار گرفتن یک الکترون ناحیه K مجدداً تکمیل می‌شود اشعه که به وسیله حرکت الکترونها در یک مدار تولید می شود اشعه اختصاصی نامیده می شود.
اثر فوتوالکتریک همیشه سه محصول نهایی به بار می‌آورد:
1)اشعه اختصاصی 
2) یون منفی 
3) یون مثبت 
احتمال وقوع فتو الکتریک 
سه قانون ساده بر احتمال برخورد فتو الکتریک حکومت می‌کند 
1) فوتون تابشی می بایست انرژی کافی برای غلبه بر انرژی همبستگی الکترون داشته باشد به عنوان مثال الکترون های لایه اول از اتمی دارای انرژی همبستگی 33 کیلو الکترون ولت هستند یک فوتون اشعه ایکس با انرژی ۳۳ کیلو الکترون ولت قطعاً قادر به خارج کردن الکترون مذکور از لایه K نیست 
2) احتمال وقوع یک واکنش فتو الکتریک در هنگام تشابه نسبی بین انرژی فوتون و انرژی همبستگی الکترونیک بیشتر است البته مشروط بر اینکه انرژی فوتون زیادتر باشد
3) هرچه الکترون به صورت محکمتری در مدار خود قرار داشته باشد احتمال شرکت آن در برخورد فوتوالکتریک بیشتر است 
بطور خلاصه احتمال وقوع واکنش های فتو الکتریک در عناصر با عدد اتمی بالا همراه با فوتون های کم انرژی مشروط بر اینکه انرژی کافی برای غلبه بر نیروی هم بستگی الکترون ها در لایه های شان را داشته باشند بیشتر است در حقیقت اثر فوتوالکتریک نمی‌تواند با الکترون های آزاد رخ دهد این برخورد یک برخورد ممنوع نامیده می شود

پیوستی برای این مطلب وجود ندارد
درباره نویسنده

من مهندس شامحمدی هستم و در یک کلام سرم درد میکنه واسه کد نویسی سعی میکنم کنار کارم، تجربیاتم را هم اینجا بزار واسه دوستان

تبلیغات
گروه تلگرامی ویژه رفع اشکال کد های هسته ای و نرم افزار ها

این گروه صرفا برای بحث در باره کد ها و نرم افزارهای هسته ای می باشد لذا از بحث های نامرتبط خود داری فرمایید و با معرفی گروه به دوستان خود در مفید بودن بیشتر گروه همیار ما باشید.


کانال تلگرامی ویژه اطلاع رسانی کارگاه های آموزشی

در این کانال اطلاعیه های مربوط به کارگاه های آموزشی و دوره های آنلاین و حضوری منتشر می شود


گروه تلگرامی پشتیبانی کارگاه ها و کلاس ها

در این کانال آخرین اخبار منتشر شده در سایت نشر داده می شود


گروه تلگرامی آخرین آموزش های منتشر شده در سایت

در این کانال آخرین اخبار منتشر شده در سایت نشر داده می شود


کانال آپارت ما

این کانال متعلق به وب سایت مهندس شامحمدی می باشد. تنها قسمتی از ویدئو های آموزشی در اینجا نشان داده است.


کانال نماشا ما

این کانال متعلق به وب سایت مهندس شامحمدی می باشد. تنها قسمتی از ویدئو های آموزشی در اینجا نشان داده است.