Определение работы выхода электрона калориметрическим методом.

Определение работы выхода электрона из металла

Определение работы выхода электрона калориметрическим методом.

Методические указания к лабораторной работе № 37

по физике (раздел «Оптика и атомная физика»)

Ростов-на-Дону
2013

УДК 530.1

Составители: С.М. Максимов, И.В. Ершов

Определение работы выхода электрона из металла: метод. указания к лабораторной работе № 37 по физике (раздел оптика и атомная физика). – Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2013. – 10 с.

Указания содержат краткую теорию по явлению термоэлектронной эмиссии и работе вакуумного диода, а также порядок выполнения лабораторной работы.

Методические указания предназначены для выполнения лабораторной работы студентами всех форм обучения в лабораторном практикуме по физике (раздел «Оптика»).

Печатается по решению методической комиссии факультета
«Нанотехнологии и композиционные материалы»

Научный редактор д-р. техн. наук, проф. В.С. Кунаков

© Издательский центр ДГТУ, 2013

Цель работы: Определение работы выхода электрона из вольфрамовой нити накала двухэлектродной лампы.

Приборы и принадлежности:вакуумный диод, вольтметр постоянного тока, миллиамперметр постоянного тока, амперметр переменного тока, два реостата, выпрямитель.

Краткая теория:

1. Работа выхода электрона из металла.

Электроны проводимости в металле находятся в беспорядочном тепловом движении, однако при этом они практически не выходят с поверхности металла в вакуум даже при комнатной температуре. Это объясняется увеличением потенциальной энергии электрона при удалении его от поверхности металла.

Таким образом, металл представляет для электронов проводимости потенциальную яму, ограниченную со всех сторон потенциальными барьерами.

Отдельные электроны постоянно покидают поверхность металла, удаляясь от нее на несколько межатомных расстояний (d ≈ 10-9 – 10-10 м) и затем возвращаются обратно, поскольку их энергии недостаточно, чтобы преодолеть потенциальный барьер.

В результате металл оказывается окруженным электронным облаком, которое образует совместно с наружным слоем ионов двойной электрический слой. В таком электронном облаке на электроны действуют силы, направленные внутрь металла. Для перевода электрона из металла в вакуум необходимо совершить работу против этих сил. При этом совершаемая работа идет на увеличение потенциальной энергии электрона.

Для удаления электронов за пределы металла разным электронам необходимо сообщить не одинаковую энергию.

Например, электронам, находящимся на дне зоны проводимости, необходимо сообщить энергию, равную высоте потенциального барьера εb, а для электрона, находящегося на самом верхнем заполненном уровне, достаточна энергия εb – εF (рис.1).

Здесь εF – энергия, отделяющая заполненные энергетические уровни электронов от незаполненных, называемая энергией Ферми (или уровнем Ферми).

Наименьшая энергия, которую необходимо сообщить электрону для удаления его из твердого тела в вакуум, называется работой выхода. Работу выхода принято обозначать через Авых = и отсчитывать ее от уровня Ферми (где φ – потенциал выхода)

. (1)

Данное определение работы выхода распространяется на любые температуры.

2. Вакуумный диод.

Для того, чтобы электрон проводимости вылетел за пределы металла, необходимо, чтобы его кинетическая энергия оказалась больше работы выхода:

. (2)

Эту энергию электрон может получить разными путями. Один из них – повышение температуры металла, в результате чего происходит испускание (эмиссия) электронов в вакуум. Явление испускания электронов нагретым металлом называется термоэлектронной эмиссией.

Исследование термоэлектронной эмиссии осуществляется с помощью двухэлектродной лампы (вакуумного диода), подключенной по схеме (рис.2).

Вакуумный диод представляет собой хорошо откачанный стеклянный баллон, внутри которого имеется два электрода – катод К и анод А. В простейшем случае катод имеет форму тонкой прямой нити, анод – коаксиального с ней цилиндра.

Катод нагревается током от батареи накала . Ток накала можно менять с помощью реостата R1. Между катодом и анодом с помощью батареи e создается разность потенциалов порядка 100 – 200 В, которая регулируется реостатом R2.

Анодный ток измеряется с помощью миллиамперметра.

При постоянном токе накала катода зависимость силы анодного тока от анодного напряжения Ia = f(Ua) имеет вид, показанный на рис. 3. Эта кривая называется вольт-амперной характеристикой (ВАХ) диода. Различные кривые соответствуют разным температурам катода.

Согласно графику зависимости Ia = f(Ua) закон Ома для анодного тока в вакуумном диоде не выполняется. При Ua = 0 лишь небольшому числу электронов, вылетевших из катода, удается преодолеть электронное облако и долететь до анода, при этом в анодной цепи будет течь слабый ток.

Чтобы полностью прекратить анодный ток, необходимо приложить между электродами некоторое отрицательное напряжение, поэтому вольт-амперная характеристика диода начинается не в нуле, а немного левее начала координат. Начальный участок кривой на рис.

3 достаточно хорошо описывается зависимостью , поэтому при малых значениях Ua анодный ток изменяется по закону степени трех вторых:

, (3)

где G – коэффициент пропорциональности, зависящий только от конструкции диода, называемый первеансом лампы. При дальнейшем увеличении анодного напряжения анодный ток перестает расти, стремясь к определенному при данной температуре значению IS, называемому током насыщения (рис.3).

Как показывает опыт, ток насыщения растет с повышением температуры катода. Зависимость плотности тока от температуры при термоэлектронной эмиссии описывается уравнением Ричардсона-Дэшмена:

, (4)

где jT – плотность тока термоэлектронной эмиссии

A – постоянная, зависящая от рода металла

k = 1,38∙10-23 Дж/К – постоянная Больцмана

Уравнение (3) является основным законом термоэлектронной эмиссии. Ток насыщения для вакуумного диода определяется как:

, (5)

где S – площадь анода.

Плотность тока насыщения в соответствии с уравнением (4) определяется формулой:

(6)

Выберем два значения тока насыщения при различных температурах и найдем их отношение:

(7)

где Aвых = eφ

Прологарифмируем полученное отношение:

(8)

Отсюда получим выражение для работы выхода:

(9)

Таким образом, для определения работы выхода необходимо знать несколько пар значений токов насыщения и соответствующих им температур.

Порядок выполнения работы:

1. Собрать схему установки согласно рис. 4.

2. Включить выпрямитель в сеть и при помощи реостата R2 установить начальный ток накала, заданный преподавателем.

3. Изменяя при помощи реостата R1 анодное напряжение в пределах от 0 до 200 В с шагом 20 В, снять ВАХ диода, определить значения анодного тока при заданном начальном токе накала. Повторить аналогичные измерения анодного тока еще для двух других значений тока накала. Результаты измерений занести в табл. 1.

4. Используя полученные значения Ia, построить графики зависимости анодного тока от анодного напряжения (ВАХ) Ia = f(Ua).

5. Построить на одном графике все три ВАХ (Ia = f(Ua)) диода для разных значений тока накала. По графикам определить значения токов насыщения.

6. Определить для каждого тока накала температуру катода, используя график на рис.5.

7. Для каждой пары (1-2; 2-3; 1-3) вольт-амперных характеристик определить работу выхода электрона по формуле (9), вычислить её среднее значение и определить относительную погрешность измерений δA. Результаты занести в табл. 2.

Таблица 1

    №IНАК.1 = АIНАК.2 = АIНАК.3 = А
Ua, ВIa, мАUa, ВIa, мАUa, ВIa, мА
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.

Таблица 2

  №Is, мАT, KAвых, эВΔAвых, эВ δAвых, %
1. 1-2
2. 2-3
3. 1-3
Среднее значение

Контрольные вопросы:

1. Что называется работой выхода электрона из металла? Чем она обусловлена и от чего зависит?

2. В чем состоит явление термоэлектронной эмиссии?

3. Как устроен диод, и для каких целей он применяется?

4. Изобразите типичную вольт-амперную характеристику диода и объясните её.

5. Сформулируйте закон степени трех вторых.

6. Запишите формулу Ричардсона-Дэшмена и объясните её.

7. Опишите экспериментальный метод определения работы выхода электрона с использованием вакуумного диода.

Правила техники безопасности. При выполнении работы необходимо убедиться, что все токоведущие части электрической схемы изолированы. Категорически запрещается касаться руками или другими предметами зажимов цепи, находящихся под напряжением. По окончании работы обязательно отключите электрическую схему от источника напряжения.

Литература

1. Трофимова Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова. – М.: Академия, 2006.

2. Савельев И.В. Курс общей физики. Том. 2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика / И.В. Савельев. – Спб.: Лань, 2006.

3. Сушков А.Д. Вакуумная электроника / А.Д. Сушков. – Спб.: Лань, 2004.

Составители: Максимов С.М., Ершов И.В.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/10_107598_opredelenie-raboti-vihoda-elektrona-iz-metalla.html

Изучение термоэлектронной эмиссии и определение работы выхода электрона из металла

Определение работы выхода электрона калориметрическим методом.

Цель работы: изучить явление термоэлектронной эмиссии и определить значение работы выхода электрона из металла.

Приборы и принадлежности: двухэлектродная лампа (диод), электроизмерительные приборы, источник постоянною напряжения (Umax=100 В), источник переменного напряжения (Umax=3,5 В).

ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ И МЕТОД ЭКСПЕРИМЕНТА

Термоэлектронная эмиссия (ТЭ) — испускание электронов нагретыми твердыми (реже жидкими) телами. Для большинства веществ ТЭ наблюдается при температурах, значительно более высоких, чем комнатная. (Так, для получения ТЭ заметной величины большинство тугоплавких металлов необходимо нагревать до температуры 2000-2500 К.)

Явление термоэлектронной эмиссии можно объяснить на основании современных представлений о строении металлов. Металл представляет собой кристаллическое тело, в узлах решетки, которою расположены положительно заряженные ионы. Между ионами находятся валентные электроны, которые могут свободно перемещаться внутри металла (электроны проводимости).

Вблизи поверхности металла существует потенциальный барьер, препятствующий выходу электронов из металла, и, следовательно, для того чтобы удалить электрон из металла, нужно затратить некоторую энергию.

Можно считать, что потенциальная энергия электронов на границе металл-вакуум изменяется, как показано на рис. 1, где А -уровень потенциальной энергии электрона внутри металла. Потенциальная энергия электрона вне металла полагается равной нулю, следовательно, внутри металла она отрицательна.

Для того чтобы электрон мог покинуть металл, его кинетическая энергия должна быть больше глубины потенциальной ямы Wpo. Распределение электронов по энергиям в металле подчиняется статистике Ферми-Дирака и может быть описано следующим соотношением

.

Здесь W— энергия электрона; Т — Абсолютная температура; Dn— число электронов с энергией в интервале (W, W+DW), находящихся в интервале квантовых состояний (Z, Z+DZ), — функция вероятности заполнения электроном квантового состояния с энергией W.

Из распределения следует, что только незначительная часть электронов в металле обладает энергиями, большими некоторого значения WF, называемого уровнем Ферми (обычно KT«WFПри комнатой температуре KT≈ 1/40 эВ, WF— порядка нескольких эВ).

Уровень Ферми является характеристикой данного металла, причем WF< Wp0.

Энергию, равную разности между глубиной потенциальной ямы Wp0 и уровнем Ферми WF, Называют работой выхода электрона из металла и обозначают Eφ (EЗаряд электрона, φ — потенциал выхода). Обычно Eφ Измеряется в электронвольтах.

При комнатной температуре количество электронов, обладающих энергией, достаточной для выхода из металла (>Wp0), незначительно (кривая Т1 На рис. 2). При нагревании металла количество таких электронов резко возрастает (кривая Т2 На рис. 2) и возникает ТЭ.

Прибором, с помощью которого изучается ТЭ, может служить электровакуумный диод. Схематическое устройство такого диода показано на рис.3. Проволока из чистого металла или покрытая слоем исследуемого вещества (катод) окружена анодом и помещена в вакуумный баллон.

Проволока нагревается до требуемой температуры Т Током накала. Нагретый катод испускает электроны, которые образуют электронное облако около поверхности катода.

Основная часть электронов не может совсем уйти от катода; так как на них действует кулоновская сила притяжения со стороны оказавшегося положительно заряженным катода.

Электроны вылетают и снова возвращаются на катод, так что устанавливается динамическое равновесие, подобное равновесию между жидкостью и ее насыщенными парами. Только наиболее «быстрые» электроны достигают анода, создавая слабый начальный ток в отсутствие внешнего электрического поля.

Если с помощью внешнего источника напряжения создать электрическое поле, напряженность которого направлена от анода к катоду, то электронное облако около катода будет рассасываться, и электрический ток в цепи возрастет. Величина тока зависит от плотности электронного облака, т. е.

температуры катода, и напряженности электрического поля. Если напряженность поля Выбрать такой, чтобы каждый электрон, вылетевший с катода, попадал на анод, то величина анодного тока будет зависеть от температуры катода и установится ток насыщения.

Кривую зависимости тока в диоде от анодного напряжения (напряжения между анодом и катодом) называют вольт-амперной характеристикой диода. На рис.4 представлено семейство вольт-амперных характеристик для трех различных температур катода.

При увеличении анодного напряжения UAАнодный ток Увеличивается и достигает участка насыщения. На участке насыщения наблюдается лишь незначительное возрастание анодного тока, связанное с вырыванием электронов из металла самим электрическим полем (эффект Шоттки). Для.

получения численного значения тока насыщения, обусловленного термоэлектронной эмиссией, участок насыщения экстраполируется до пересечения с осью координат (см. рис. 4).

Плотность тока насыщения JНасЗависит от температуры катода T и от работы выхода электронов c поверхности катода Еφ:

(1)

Здесь K— постоянная Больцманa; AПостоянная.

Формула (1) называется формулой Ричардсона-Дэшмена. Постоянная А Для разных металлов различна, но меняется от металла к металлу не очень сильно. Так как ток насыщения IНасПропорционален плотности тока насыщения JНас, то формулу (1) можно переписать в виде:

.

Логарифмируя, получаем:

. (2)

Здесь .

Таким образом, зависимость от носит линейный характер (график — прямая линия), а угловой коэффициент этой прямой определяется работой выхода Eφ. Данный метод определения работы выхода называется методом прямых Ричардсона. Существуют другие методы определения работы выхода (метод полного тока, калориметрический метод, метод смещения вольт-амперных характеристик и др.)

Целью настоящей работы является определение работы выхода для вольфрама по экспериментальным вольт-амперным характеристикам диода с вольфрамовым катодом методом прямых Ричардсона.

ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Используемые приборы (рис. 5): электровакуумный диод с вольфрамовым катодом Д, амперметр анодного тока IА, вольтметр анодного напряжения VА, источник анодного напряжения UA(на схеме не показан), амперметр тока накала катода IН, вольтметр VHДля измерения напряжения накала, источник для питания накала (на схеме не показан).

UHИ Измеряются для определения сопротивления катода R, по которому можно найти температуру нагретого катода, зная сопротивление катода при комнатной температуре.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Установить переключатель питания анодов в положение «Анод 1».

2. Включить источник питания в сеть «220 В, 50 Гц».

3. Снять несколько вольт-амперных характеристик (ВАХ) при различных напряжениях накала UН. Результаты измерений заносить в заранее подготовленную таблицу.

Для снятия ВАХ установите нужное значение UН и запишите в таблицу UН и ток накала IН. ВАХ удобно начинать снимать с установления максимального анодного напряжения UА и затем его понижать. Удобно анодные напряжения для построения разных ВАХ брать одни и те же.

Необходимо следить, чтобы при снятии ВАХ ток накала не изменялся.

4. Переключите анодное напряжение на 2-й анод («Анод 2») и снимите ВАХ при максимальном напряжении накала.

5. Постройте графики IА (UА) при различных напряжениях накала UН. График для второго анода выделите другим цветом.

6. По графикам для первого анода определите IНас.

7. Вычислите сопротивление катода RК=UН/IН и определите температуры катода Т, при которых снимались ВАХ.

Температуру катода можно определить, воспользовавшись зависимостью сопротивления материала катода от температуры. В нашем диапазоне температур (300-2500 К) эту зависимость можно приближенно считать линейной:

.

Здесь RKСопротивление катода при температуре T, α И В — конcтанты (B = 114 К). Если при комнатной температуре T0 сопротивление катода R, то. используя приведенную выше формулу, можно получить выражение для определения температуры катода:

. (3)

(Значение RКПриведено на установке.).

8. Постройте графики:

Т — В единицах Кельвина.

9. Вычислите работу выхода Eφ вольфрама. Для этого проводится прямая на графике

И по угловому коэффициенту прямой определяется Eφ.

10. На участках ВАХ далеких от насыщения определите наклон кривых для первого и второго анодов и дайте объяснение их различию.

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Что называется явлением термоэлектронной эмиссии?

2. Почему поверхность металла представляет для электрона потенциальную яму?

3. Известна глубина потенциальной ямы Wp0. Какова должна быть кинетическая энергия электрона внутри металла, чтобы он мог покинуть металл?

4. Что такое уровень Ферми?

5. Дайте определение работы выхода и потенциала выхода электрона из металла.

6. Почему при увеличении температуры катода увеличивается IНас?

7. Объясните качественно ход вольт-амперной характеристики вакуумного диода.

8. Зачем в схеме для снятия вольт-амперной характеристики в данной работе измеряются ток и напряжение накала?

9. По какому графику и как вычисляются работы выхода в данной работе?

10. Поясните ход зависимостей при различных значениях T.

Записи по теме

Источник: https://naparah.com/fizika/06271703.html

ПОИСК

Определение работы выхода электрона калориметрическим методом.
насыщения особенно пригоден для рассматриваемых ниже сложных катодов, для которых метод прямой Ричардсона не может быть применён. [c.

98]

    Основные методы измерения поверхностного заряда твердого металла и работы выхода электрона — соответственно метод дифференциальной емкости и метод контактной разности потенциалов (КРП). Эти методы интегральные, т. е.

с их помощью измеряют величину электрического тока со всей поверхности образца в случае метода дифференциальной емкости — тока реактивной проводимости, а в случае КРП —тока термоионной эмиссии [c.176]

    Методы оценки противоизносных свойств топлив и присадок стали появляться относительно недавно и пока не стандартизованы.

Наиболее широко распространены следующие методы, основанные на различных принципах лабораторные стенды, на которых непосредственно измеряют износ деталей реальной топливной аппаратуры или моделирующих их устройств [6, 19, 26—29, 32] машины трения, работающие в условиях трения качения или скольжения [33—37] лабораторные методы, основанные на измерении продолжительности работоспособности топливной пленки при трении (начало катастрофического износа) [18, 31] метод измерения работы выхода электрона из силового поля кристаллической решетки металла [28, 30]. Некоторые из этих методов позволяют оценить главные составляющие противоизносного действия присадок, например их влияние на адсорбционные свойства топлива [28, 30] другие позволяют оценить действие присадок по совокупному результату (стенды с реальными элементами топливной аппаратуры). В настоящее время нет достаточных данных о корреляции результатов, получаемых разными методами, что должно учитываться при их сравнении. [c.166]

    Работу выхода электрона из металла обычно определяют при помощи различных методов с применением вакуумной техники. Так, например, прибегают к методам фотоэлектронной или термоэлектронной эмиссии.

При определении работы выхода электрона необходимо использовать очень чистые поверхности, так как иначе поверхностные скачки потенциалов в присутствии примесей, адсорбирующихся на металле, изменяются и измерения оказываются ошибочными. [c.99]

    Одним из ранних и широко распространенных методов исследования процессов адсорбции и окисления является измерение работы выхода электрона [28, 38]. Адсорбированные на поверхности металла атомы могут очень сильно изменять работу выхода.

Адсорбция ионоа или диполей приводит к образованию дополнительного двойного электрического слоя. Из классических законов электростатики следует, что изменение работы выхода должно следующим образом зависеть от степени покрытия поверхности  [c.

32]

    В приборе, в котором использован этот метод измерений [12], датчик состоит из якоря, имеющего форму бруска и установленного концентрически с шестью катушками. Статор датчика заимствован из стандартного двухфазного электродвигателя, используемого для привода лентопротяжного механизма самописцев.

Такой датчик с выходом на лучевой осциллограф позволяет измерять значения tg o от 2-10- до 0,2 (в оригинальной работе исследовалось внутреннее трение при деформации металлов), причем линейность датчика сохраняется в диапазоне углов до 10°, а цена деления при максимальной чувствительности составляет 0,01°, что отвечает относительной деформации около 1 10 . Наиболее важным достижением, связанным с применением электромеханического датчика, было исключение изменений показаний прибора даже тогда, когда отклонения оси якоря в горизонтальной плоскости от оси образца достигали 1 мм. [c.183]

    Работу выхода электрона для модифицированных образцов СиО, которые в условиях каталитического процесса восстанавливались к закись меди, определяли по контактной разности потенциалов, измеренной методом вибрирующего конденсатора [166]. [c.200]

    На рис. 21 приведен график изменения работы выхода электрона Аф, измеренной методом контактной разности потенциалов [c.67]

    Однако широкому использованию этих методов мешали трудности в проведении эксперимента или в интерпретации результатов. В случае дифракции медленных электронов одной из трудных проблем стала идентификация тех структур, на которых происходит рассеяние. Даже в 1961 г.

еще не научились отличать чистую поверхность от загрязненной на основании одних только дифракционных измерений. С другой стороны, изменения в эмиссии электронов не легко согласуются с изменениями поверхностной концентрации.

Методики для измерения работы выхода также далеки от совершенства, как это видно из больших расхождений в результатах, полученных разными исследователями [40, 41].

И наконец, стандартные определения работы выхода дают среднюю величину, которая в значительной мере зависит от природы образца и от особенностей методики. [c.163]

    Обычно работу выхода определяют фотоэлектронными методами или методами измерения контактного потенциала. Для измерения термоэлектронной эмиссии металлов необходима весьма высокая температура. [c.437]

    Существует ряд методов измерения контактной разности потенциалов (КРП) между поверхностями исследуемого образца и образца сравнения, но в действительности всегда измеряется разность потенциалов двух образцов, связанная с достижением электронного равновесия и выравниванием уровней Ферми. Поэтому контактная разность потенциалов равна разности работ выхода. Рассмотрим только два метода. [c.438]

    Если рассматривать исключительно изменения работы выхода на поверхности образца, диодный метод становится значительно проще, так как необходимо определить только смещение зависимости тока от приложенного напряжения на оси напряжения как результат изменения, и измерения удобно проводить в области, ограниченной пространственным зарядом. При этом возможны разнообразные варианты взаимного расположения катода и коллектора. Чтобы измерения были точными, необходимо убедиться, что прямые до и после смещения параллельны друг другу. [c.439]

    Захтлер и сотр. [135, 136] широко использовали фотоэлектрические измерения для контроля изменений работы выхода при вариации состава ряда катализаторов в виде пленок из сплавов. Метод оказался полезным для выяснения способа распределения компонентов, особенно когда однородные твердые растворы не образуются. [c.439]

    ДЛЯ различных граней поверхности монокристаллов полупроводников.

Поскольку обычный способ измерения фотоэлектрической работы выхода по Фаулеру к полупроводникам не применим, следует проявлять большую осторожность, пользуясь для этих веществ методом контактной разности потенциалов.

В лаборатории автора данные получали [25], комбинируя измерения контактной разности потенциалов и работы выхода полупроводниковых металлов в единой экспериментальной установке.

Это позволило распознавать ложные изменения рассматриваемых величин и получать абсолютные, а не относительные данные. Было найдено, что величины работы выхода для атомно-чистых граней (100), (11 ) и (110) поверхности германия совпадают в пределах ошибки эксперимента. Для кремния эти величины располагались в ряд (100)>(110)>(111). [c.330]

    ЛИЧИНЫ контактной разности потенциалов, которая дает значение разности работ выхода исследуемого полупроводника и электрода сравнения и определяется так называемым методом вибрирующего конденсатора.

Корреляция между изменением работы выхода в результате введения добавок и активностью катализатора в исследуемой реакции может дать сведения о путях улучшения свойств данного катализатора.

То обстоятельство, что одни и те же факторы могут влиять как на каталитическую активность, так и на оптические и электрические свойства полупроводника, позволяет связывать каталитические исследования с измерением красной границы внешнего фотоэффекта полупроводника. [c.35]

    ТакиЖ- образом измерения, поверхностного потенциала или работы выхода (методами контактной разности потенциалов, термо- и фотоэлектронной эмиссии и т. п.) при адсорбции могут дать информацию о за-ряженности адсорбированного слоя.

Влияние адсорбированного слоя на величину ф было экспериментально показано в ряде работ (например [195, 197—206]). Направление изменений ф в результате адсорбции указывает на природу образующейся связи.

Однако если увеличение ф характерно для образования как ковалентной связи, так и для образования отрицательно запяженного слоя, однозначный результат [c.59]

    Поскольку эмиссия в поле является квантовомеханическим явлением, включающим туннелирование электронов через потенциальный барьер, работа выхода, измеряемая методом электронного проектора, зависит как от формы, так и от высоты барьера.

Таким образом, результаты измерения работы выхода методом электронного проектора могут значительно отличаться от результатов измерений методом контактного потенциала или методом термоиопной эмиссии, которые не зависят от формы барьера. [c.

181]

    В разделе Физико-химические методы исследования катализаторов представлены статьи, посвященные применению различных физико-хи-мических методов к изучению катализаторов и протекающих на них процессов.

Так, в отдел Электрические методы включены методы измерения проводимости, работы выхода, потенциометрические измерения в рас1Ворах и т. д. Отдел Магнитные методы содержит работы по изучению катализаторов статическими магнитными методами и методами электронного и ядерного резонансов.

Работы, в которых описывается действие излучений на катализаторы, представлены в отделе Радиационные методы . [c.3]

    Исследование окисления бензола в малеиновый ангидрид на различных ванадиевых катализаторах (УаС 4- С02О3, 505 СгаОз) и измерение работы выхода электрона этих контактов показало, что при изменении состава этих катализаторов уменьшается ф и падает каталитическая активность и селективность процесса [19], В этом случае электронные свойства поверхности влияют на скорости мягкого и глубокого окисления бензола. Работа выхода электрона, измеренная методом контактной разности потенциалов, [c.230]

    Таким образом полу1аем метод определения работы выхода, требующий измерения при ол ной лишь определённой температуре, например, рабочей. Этот метод, получивший название калориметрического метода, пригоден особенно для определения температурной зависимости работы выхода  [c.90]

    При обсуждении полученного по методу Ричардсона значения постоянной А следует учесть, что, благодаря неоднородзю-сти работы выхода вдоль поверхности, в этом случае можно воспользоваться рассмотренными в 10 соображениями Рекнагеля [129], приводящими, в согласии с результатами измерений, к пониженным в каждом случае значениям постоянной А. Как и у чистых металлов, такое же уменьшение постоянной А может вы-зыватьея температурной зависимостью работы выхода. Наконец, измеренные значения /1 зависят также и от величины внешнего поля, что, согласно Розе [161], может быть объяснено температурной зависимостью распределения постороннего вещества в плёнке.  [c.107]

    Описанные результаты исследования кремния г-типа согласуются с выводами работы [51], в которой методом вибрирующего точечного электрода изучалось распределение работ выхода на поверхности деформированного кремния и германия.

Авторы обнаружили, что в месте пересечения поверхности дислокациями с краевой кол1понентой вектора Бюргерса изменяется работа выхода. Причем измеренная величина не согласовалась с вычисленной на основе теории Рида [36]. Предполагается, что это определяется влиянием дислокаций на заполнение поверхностных уровней.

Следует заметить, что локальное уменьшение работы выхода создает возможность для возникновения вынрялшяющего контакта с люталлом. [c.251]

    Работа выхода электрона, измеренная методом контактной разности потенциалов, является средней величиной ф поверхности твердого тела, на которой распределены участки, обладающие разным значением ф.

В случае многофазных систем работа выхода отражает среднюю величину ф разных фаз, тогда как о определяется электропроводностью фазы с Стмин.

Соотношение работы выхода нескольких катализаторов может измениться при адсорбции различных газов. [c.276]

    Было показано (1, 2], что перспективным экспресс-методом оценки смазывающих свойств реактивных топлив является измерение работы выхода электрона (РВЭ) металлов при их контакте с топливом.

Для более обстоятельной проверки этого экспресс-метода в последние годы были проведены работы по сопоставлению параллельно получаемых данных при однократной прокачке на насосах-регуляторах (метод ВНИИНП) и при измерении РВЭ.

Во всех случаях РВЭ измеряли способом динамического конденсатора по методике, описанной в работе [3]. [c.78]

    Приведены статистические данные результатов испытаний различных образцов реактивных топлив по методу ВНИИНП на насосах-регуляторах НР-21Ф2 измерением РВЭ (работы выхода электрона). Показана хорошая сходимость между этими методами. Выведена полуэмпирическая формула для расчета величин износа сфер плунжеров авиационных насосов-регуляторов по данным измерения РВЭ. [c.170]

    С точностью, соответствующей современным методам, параметры диффузии гелия в бериллии определены в работе В. Н. Быкова с сотр. [83]. Для нахождения коэффициента диффузии здесь использовался масс-спектрометрический метод измерения скорости выхода гелия из пластины бериллия с равномерным расйределеннем гелия по объему в начальный момент. [c.35]

    При использовании реагента с удельной радиоактивностью 10 мКи/мМ чувствительность такого метода была равна 0,08 нМ (метод измерения радиоактивности в работе не указан).

В результате проведения независимых опытов с использованием пальмити-новой- С кислоты и Со(ЫОз)2 выяснилось, что молярное отношение кислоты к кобальту в верхней фазе (органический растворитель) составляло 2,03 0,16, хотя в этой фазе присутствовало лишь 94% радиоактивности, обусловленной пальмитиновой кислотой.

Выходы для кислот, содержащих менее 12 углеродных атомов в молекуле, сильно зависели от молекулярного веса этих кислот для каприловой и каприновой кислот они были равны 70 и 90% соответственно. Ненасыщенные жирные кислоты не анализировались. [c.164]

    Измерения работы выхода электрона показали, что при введении щелочной добавки (натрия) работа выхода уменьшается, а при введении кислой — увеличивается.

В соответствии с ф изменяются энергии активации реакцип образования акролеина, ацетальдегида, кислоты и углекислого газа.

Методом меченых атомов было показано, что процесс окисления пропилена на УгОб протекает но независимым параллельным направлениям. Для таких процессов реапц связана с ф [c.214]

    Интересно пр оследить за изменением электронных (свойств по-веркности сложных окисных систем. Эти авойства можно характеризовать работой выхода электрона.

Работа выхода, измеренная методом контактной разности потенциалов (КРП), является средней величиной ф твердой поверхности, на которой распределены участки с разным значением ф.

В случае многофазных систем работа выхода электрона отражает среднюю величину ф разных фаз, тогда как электропроводность системы оиределяется электропроводностью фазы с Омин- Работа выхода может изменяться при адсорбции различных газов на катализаторе.

Характерной особенностью изученных смешанных окисных систем является наличие экстремумов на кривых зависимости электропроводности и работы выхода электрона от состава системы (рис. 41), причем эти максимумы или минимумы для объема и поверхности не совпадают [298]. [c.151]

    Известно, что изменение концентрации адсорбата на поверхности -металла может значительно влиять на величину ф, а иногда даже изменять ее знак. Следует заметить, что характер изменения Ф с концентрацией адсорбата зависит от природы и металла и адсорбата.

Величина же Аф завиоит от условий обработки поверхности, например для серебра с добавкой -хлора Аф увеличивается на 300 эВ после обработки поверхности этилено-кислородной омесью, а после выдерживашия в вакууме — на 600 эВ. Значение Аф, измеренное методом КРП, не позволяет определить локальное изменение работы выхода электрона. Величины электроотрнца-тельности, приведенные в табл.

53, относятся к атомам, в то время как на поверхности серебра добавки могут быть в виде окислов, солей и др. [c.161]

    В настоящее время имеются две группы данных, требующих взаимного согласования. Во-первых, это проведенные Захтлером и сотр. [111, 112, 115] исследования структуры пленок сплава —Си методом измерения фотоэлектрической работы выхода. Пленки получали последовательным испарением в СВВ и гомо-генизовали отжигом при 473 К. Как видно нз рис.

33, при этой температуре имеется широкая двухфазная область, отвечающая сплавам А (80 ат.% Си, 20 ат.% N1) и Б (2 ат.% Си, 98 ат.% N1). Постоянство работы выхода в широком интервале составов показывает, что, по-видимому, каждый кристаллит состоит из ядра сплава Б, покрытого слоем сплава А.

Таким образом, в этом интервале составов поверхность пленки, обращенная в газовую фазу, имеет постоянный состав (из сплава А) и, [c.156]

    Хотя метод ДЭНЭ позволяет установить структуру кристаллической решетки, однако определить с его помощью тип атомов на поверхности значительно труднее.

Более полные сведения о механизме различных стадий процесса взаимодействия можно получить, комбинируя фотоэлектрические измерения работы выхода и ДЭНЭ в одной установке, поскольку работа выхода изменяется при попадании электроотрицательных атомов на поверхность металла. [c.322]

Источник: https://www.chem21.info/info/476617/

Biz-books
Добавить комментарий