作业帮金属的电离能是如何测定的
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：物理作业 时间：2024/05/23 16:50:31
金属的电离能是如何测定的
概念上不是很明白,在测（考虑）金属的电离能时,是把它看成一个金属原子,还是把金属看成自由电子和正离子,抑或是两种看法都行?
再次补充：多篇文章中提出,光电效应实验中,测得的逸出功小于第一电离能.……?
这里的逸出功（hv-1/2mv^2）是对金属表面电子而言的.金属的电离能,内部与表面不同?……我是哪来理解错了?
概念上不是很明白,在测（考虑）金属的电离能时,是把它看成一个金属原子,还是把金属看成自由电子和正离子,抑或是两种看法都行?
再次补充：多篇文章中提出,光电效应实验中,测得的逸出功小于第一电离能.……?
这里的逸出功（hv-1/2mv^2）是对金属表面电子而言的.金属的电离能,内部与表面不同?……我是哪来理解错了?
光电效应中电子被激发的环境与电离能测定时电子激发的条件是不一样.电离能测定时,气态原子失去电子成为带正电的阳离子.这时的电子是从基态的原子轨道激发出来.
而光电效应中,金属中由于原子之间的相互作用,轨道能级发生变化,不再是由一些分离的轨道组成,而是形成几乎连续的能带,其中一些价电子占据了能量较高的能带,这些电子就是金属中的自由电子,也是被光子激发出来的电子.由于这些电子本身处于较高的能带,所以所需要的能量会小些,这就是为什么逸出功会比电离能小.
我也只是量子力学的初学者,如有错误,希望提出指正.
光电效应
能带理论
热电子发射理论
其实我认为,问题的对象应该是元素,元素的电离能不只一个,从中性原子中激发出第一个电子所需要的能量就是第一电离能,从一价的阳离子中再激发出一个电子所需要的能量就是第二电离能,以此类推.所以应该说某个元素的第几电离能是多少.在通常情况下电离能往往是指第一电离能,也就是从中性原子激发出一个电子所需要的能量.
我之前所说的方法,就是提供一种已知能量的能源E1,用它激发出电子(由于是用光激发出来的,所以叫光电子),激发电子多余的能量就转化为光电子的动能,再用仪器测量出这一动能E2,则E1,E2之差就是激发出电子所需的能量,也就是电离能了.
有一种方法是用紫外线照射气化后的金属原子,电子受到紫外光子激发,脱离原子束缚,变成光电子.
用一个检测器检测这些光电子的动能,用最初紫外光子的能量减去光电子的动能就能得到被测物质的电离能.
而光电效应中,金属中由于原子之间的相互作用,轨道能级发生变化,不再是由一些分离的轨道组成,而是形成几乎连续的能带,其中一些价电子占据了能量较高的能带,这些电子就是金属中的自由电子,也是被光子激发出来的电子.由于这些电子本身处于较高的能带,所以所需要的能量会小些,这就是为什么逸出功会比电离能小.
我也只是量子力学的初学者,如有错误,希望提出指正.
光电效应
能带理论
热电子发射理论
其实我认为,问题的对象应该是元素,元素的电离能不只一个,从中性原子中激发出第一个电子所需要的能量就是第一电离能,从一价的阳离子中再激发出一个电子所需要的能量就是第二电离能,以此类推.所以应该说某个元素的第几电离能是多少.在通常情况下电离能往往是指第一电离能,也就是从中性原子激发出一个电子所需要的能量.
我之前所说的方法,就是提供一种已知能量的能源E1,用它激发出电子(由于是用光激发出来的,所以叫光电子),激发电子多余的能量就转化为光电子的动能,再用仪器测量出这一动能E2,则E1,E2之差就是激发出电子所需的能量,也就是电离能了.
有一种方法是用紫外线照射气化后的金属原子,电子受到紫外光子激发,脱离原子束缚,变成光电子.
用一个检测器检测这些光电子的动能,用最初紫外光子的能量减去光电子的动能就能得到被测物质的电离能.