Фотоэлектронная эмиссия - Курсовая работа
(3,1эв
5,63 ) широкое распространение имеет ртутная кварцевая лампа, излучающая линейчатый спектр, содержащий большое количество спектральных линий. В области вакуумного ультрафиолета 
(6,2эв
12,3эв) , как правило, используется искровой разряд.(это область спектра получило свое название в связи с тем, что излучение этих волн сильно поглощается в воздухе. Поэтому работать с этими излучениями этих длин волн можно лишь в аппаратуре, в которой давление воздуха меньше 10 -4-10 -5тор.) Монохроматизация излучение длин волн, больших 1200
, может быть осуществлена с помощью призменных спекртографов. При этом в качестве оптических материалов в видимой части спектра используется обычно стекло, в области ближайщего ультрафиолета до
кварц. Могут применятся и другие материалы, например, кристалы NaCl.В интервале длин волн 
используются кристалы LiF. Излучение с более короткими длинами волн 
поглощается любыми известными оптическими материалами. Поэтому проведение исследований в коротковолновой области вакуумного ультрафиолета требует использования спектрографов с отражающими диспергирующими системами, например, с вогнутой дифракционной решеткой. Измерение интенсивностей потоков излучения обычно осуществляется с помощью специально калиброванных термопар, термостолбиков и фотоумножителей. В ряде случаев абсолютные значения фототоков при использующихся интенсивностях излучения малы и их измерение требует применения высокочувствительных измерителей тока. В ряде случаев абсолютные значения фототоков при используюшихся интенсивностях излучения малы и их измерение требует применения высокочувствительных измерителей тока . Рассмотрим результаты экпериментальных исследований спектральных характеристик фотокатодов из массивных металлов .Для щелочных , а также некоторых щелочноземельных металлов красная граница лежит в видемой части спектра ; для подавляющего же большинства металов она находиться в ультрофеолетовой области .Более детальные исследования фотоэффекта с различных металлов показали,однако, что при T >0 резкой красной границы не существует.В действительности фототок в области 
, близких к 
, асимптотически приближается к нулю и определение 
из эксперементальной зависимости 
, стого говоря, выполнено быть не может. Лишь специальная математическая обработка экспериментальных данных позволяет найти
. Отсутсвие резкой красной границы при Т > 0 легко понять,если учесть распределение по энергиям электронов внутри твердого тела.Пренебрежение величиной ,
.сделанное выше,является точным лишь при Т=0 .При Т > 0 величина 
может быть больше нуля. Это приведет, во-первых, к фотоэффекту электронов с уровней энергии E > –
, который может происходить и при
, а во-вторых, к наличию в фотоэмиссии электронов с кинетьическими энергиями,большими, чем.
. Однако число электронов в металле с энергиями 
мало. Поэтому и вероятность фотоэлектрического поглощения при 
мала,и фототок также мал.При для всех металлов их квантовый выход возрастает при увеличении 
; около красной границы рост фототока определяется зависимостью
iф 
Качественно указанное возрастание Y с h
легко объяснить из следующих простых соображений .При h >h интервал энергий электронов в металле , которые могут быть возбуждены светом до энергий 
, достаточных для вылета из фотокатода , тем шире , чем больше 
, если , однако, при этом
<– E1 , где E1— уровень дна зоны проводимости в металле.Поэтому при увеличении частоты света вероятность поглашения , сопровождающегося переходами электронов на уровни 
, при том же общем числе поглащенных фотонов сделается больше, а следовательно и сила фототока, как правило, будет возростать. Кроме того, поглощение с данной начальной энергией E фотона большей энергии 
обусловливает немалую вероятность выхода такого электрона из более глубоких слоев фотокатода.Интервал частот излучений, с которыми проводились исследования,
прилегающий к 
, как правило, невелик и составляет примерно 0,5
. В большей спектраьной области вблизи красной границы исследованы щелочные и отчасти щелочноземельные металлы (Ba) , ждля которых 
.Для них, в отличие от остальных металлов,спектральные характеристики в этой области энергий фотонов 
имеют максимум. Примеры эксперемтально полученных спектральных характеристик полученных вблизи красной границы для ряда металлов показаны на рис.слева.Данные, полученные в разных работах,а иногда даже и в одной и той же работе,не всегда хорошо согласуются между собой (рис. результаты для Be). Это объясняется тем,что квантовый выход металлический эммитеров вблизи красной границы очень чувствителен к чистоте поверхности и изменяется в десятки и даже сотни раз в процессе очистки и обезгаживания эмиттера. Абсалютные значения квантового выхода для чистых металлов в расматриваемом интервале имеют порядок 10 -5—10 -3 эл/вл и, очевидно, зависят от 
, для 
эв 
эл/кв .Спектральную характеристику с монотонным ростом U при увеличении принято называть нормальной характеристикой, а фотоэффект в этом случае -нормальным.Если же спектральная характеристика имеет максимум, фотоэффект обычно называют селективным.
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6 7 8 9