Наука, образование

Электронная эмиссия

Явление вылета электронов из поверхности тел называется электронной эмиссией. В зависимости от того, каким способом создают для электронов возможность выхода, различают следующие виды электронной эмиссии: Автоэлектронная (холодная) эмиссия, при которой дополнительная энергия электронам в металле не сообщается, а благодаря сильному электрическому полю, создаваемому у поверхности катода, понижается и сужается потенциальный барьер, в результат с чего сильно увеличивается его проницаемость для электронов.

Термоэлектронная эмиссия, при которой дополнительная энергия, необходимая электронам для совершения работы выхода, получается ими за счет нагревания тела;. иначе говоря, увеличивается тепловая энергия электронов. Фотоэлектронная эмиссия, при которой дополнительная энергия сообщается электронам светом, которым облучается поверхность тела.

Вторичная электронная эмиссия, при которой электроны получают дополнительную энергию за счет кинетической энергии первичных электронов, бомбардирующих поверхность тела. Электронная эмиссия под ударами ионов, при которой увеличение энергии электронов происходит в результате ударов ионов о поверхность катода. Ниже мы подробно рассмотрим каждый вид эмиссии. Влияние электрического поля и автоэлектронная (холодная) эмиссия.

Мы уже упоминали, что если электронам не сообщается дополнительная энергия извне, то для вылета их необходимо изменить форму потенциального барьера так, чтобы уменьшить работу выхода или увеличить его проницаемость, что достигается созданием у поверхности катода электрического поля Е достаточно большой величины. Учет влияния на высоту потенциального барьера внешнего электрического поля можно наглядно иллюстрировать..

Из этих кривых видно, что внешнее поле изменяет форму потенциального барьера, понижая его, вследствие чего уменьшается работа выхода электрона. Опыт показывает, что микроскопические частички (как электроны) руководствуются не законами классической механики, а более сложными законами и могут "просочиться сквозь потенциальный барьер" даже при недостаточной кинетической энергии их.

Наглядно представить себе такой процесс мы не умеем, так как в повседневной жизни привыкли все представлять себе с точки зрения классической механики. Вероятность такого "просачивания сквозь барьер" оказывается тем большей, чем он ниже и уже, т. е. чем- больше напряженность внешнего поля. Формула эта довольно хорошо согласуется с опытами. Термоэлектронная эмиссия.

Явление термоэлектронной эмиссии в вакууме было впервые обнаружено Эдисоном в 1883 г. при исследовании им лампы накаливания с угольной нитью. Он помещал в лампу кроме угольной нити Д" еще металлическую пластинку А и заметил, что если присоединить эту пластинку через гальванометр G к положительному концу нити, то гальванометр обнаруживает наличие тока. Если же пластинку присоединить к отрицательному концу нити или нить не накалить, то гальванометр тока не обнаруживает.
Читать далее

Влияние пористости и шероховатости

Влияние пористости и шероховатости поверхности на удельную проводимость и электроосмос
Опираясь на экспериментальный материал, Бикерман пришел к выводу, что гель препятствует движению жидкости в значительно большей степени, чем прохождению тока.

Подтверждение высокой проницаемости гелей для ионов можно найти в обзоре и работе. Однако сопротивление, оказываемое гелем движению жидкости под влиянием перепада давления, не имеет прямого отношения к поставленному Бикерманом вопросу о движении жидкости в порах поверхностного геля, так как последнее вызывается не перепадом давления, а электрическим полем.

Допустим, что поры достаточно широки, а концентрация электролита достаточно высока, при этом дебаевский радиус меньше радиуса пор. Электроосмотическая скорость жидкости в порах может в данном случае описываться формулой Смолуховского и будет по величине такой же, как в свободном объеме жидкости над поверхностью геля, так что гидродинамическое сопротивление последнего не характеризует перенос жидкости в таких условиях.

В связи с этим необходимо несколько иначе аргументировать правильный вывод Бикермапа. Пусть имеются два капилляра с одинаковым значением истинного £, отличающиеся лишь наличием электропроводящего гелеобразного слоя во втором капилляре. Измеряемый поток жидкости в обоих капиллярах окажется практически одинаковым, так как потоками жидкости в гелеобразном слое (хотя линейная скорость жидкости в нем и не мала) можно пренебречь ввиду малой плотности пор геля по сравнению с площадью сечения капилляра.

Поверхностная проводимость второго капилляра будет заметно превышать поверхностную проводимость первого за счет проводимости гелеобразного слоя. Принято считать, что гидродинамическое течение не вовлекает жидкость, заполняющую углубления в поверхности, т. е. такие углубления являются как бы застойными зонами для движущейся жидкости. Чтобы учесть это, условно вводят плоскость скольжения, на которой скорость течения обращается в нуль.

Бикерман считает, что хотя жидкость как целое в застойных зонах, т. е. между плоскостью скольжения и реальной поверхностью, неподвижна, заполняющие их ионы подвижны и вносят вклад в измеряемую поверхностную проводимость. Следовательно, электрокинетический заряд окажется меньше, чем подвижный, на величину подвижного заряда, локализованного в застойных зонах шероховатой поверхности.

Допуская, что ионы, локализованные между гипотетической плоскостью скольжения и поверхностью, подвижны, следует отказаться от представления об иммобилизации ньютоновской жидкости шероховатостью. Повсюду, где имеется подвижный, не скомпенсированный объемный заряд, должно возникать электроосмотическое течение жидкости. При наличии объемного подвижного заряда в углублениях на шероховатой поверхности и внешнего электрического поля допущение аналогии с застойными зонами при течении жидкости под действием перепада давления совершенно не оправдано.
Читать дальше...

Атомарные газовые лазеры

В качестве примеров газоразрядных лазеров на нейтрально атомах рассмотрим два прибора гелий-неоновый лазер на парах меди. Это был первый газоразрядный лазер, ч котором в конце 1960 г. была получена генерация в инфракрасной области на длине волны 1,15 мкм. Особую популярность - получил, когда была осуществлена генерация в видимой области спектра.

За прошедшее время превратился из экзотического лабораторного прибора в обычном инструмент, используемый практически во всех областях техники и даже искусства. Оптические переходы как между этими состояниями, так и в основное состояние запрещены в дипольном приближении. Важно, что верхние уровни 2S2 и 352 по энергии расположены близко к уровням атома гелия.

Дефицит энергии примерно равен 35 мэВ. Каждой из электронных конфигураций соответствует группа уровней, обозначаемая для краткости 2Р и ЗЛ Каждая группа состоит из 10 уровней, нумеруемых по мере уменьшения энергии от 1 до 10. Оптические переходы между 5 и состояниями разрешены (точнее, из 40 возможных комбинаций разрешены 30). (Это справедливо и для других благородных газов Аг, Хе и Кг.) Добавление к неону большого количества гелия обеспечивает Селективное заселение верхних рабочих уровней 2S и 35, увеличивает инверсию и существенно облегчает получение генерации.

Для tat чтобы осуществить генерацию на этих переходах, необходим в резонаторе применять селективные зеркала, обладающие большим коэффициентом отражения в заданной области и большим потерями (малым отражением) в области конкурирующих переходов. По этой причине работа (He-Ne) лазер критична к диаметру разрядной трубки D и не допускает применения трубок с D 10 мм.

Разрядная трубка изготавливается, как правило, и стекла и заполняется смесью газов He Ne при оптимальное давлении. В трубку впаяны электроды. Зеркала резонатора и газоразрядная трубя. зафиксированы в специальной арматуре, основу которой составляют инваровые стержни, имеющие малый температурный коэффициент линейного расширения. Юстиров очные устройства позволяют настраивать одно из зеркал резонатора и перемещать трубку.

При расположении зеркал внутри рабочей трубки необходимость в специальной арматуре, естественно, отпадает. Наибольшее распространение получили малогабаритные маломощные He-Ne лазеры с длиной разрядной трубки 8...20 см и внутренним диаметром 2...4 мм, работающие в красной области спектра на длине волны 0,6328 мкм в непрерывном режиме С выходной мощностью L..5 мВт. Поскольку коэффициент усиления в (He-Ne)-лазере мал, особенно для X = 0,63 мкм, то его резонатор должен обладать высокой добротностью.

Это накладывает жесткие требования к качеству зеркал резонатора. Металлические покрытия этим требованиям не удовлетворяют и в резонаторе (He-Ne)-лазер а всегда применяют многослойные интерференционные диэлектрические зеркала. Для других областей применяют другие материалы. Изменение коэффициента отражения в максимуме достигается, например, изменением числа слоев.
По материалам izuchenie-nelineynoy-optiki.ru
 
 
 
 

 
Статьи не про кератин, чисто отбить бабки за этот сайт


Сайт ORNEL.NET продаётся за 100'000 RUR Хостинг и домены, скидки и бонусы Анонимайзер емейлов