工作函数定义
这工作功能(或者工作障碍)定义为从固体外表面以固体中的真空中除去电子所需的热力学工作(即能量)的最小量。工作功能的符号是φ(希腊字母的大写PHI)。
古典物理中的工作功能
一个概念工作功能可以在古典物理学或量子力学中解释。根据古典物理学,当电子试图从金属表面逸出时,它在金属表面留下了正面图像。
由于该正面图像的吸引力,负电子转换回金属表面,因此不能永久地离开金属晶体。但是为了克服这种吸引力,力通常需要从外部光源的外部提供足够的能量。仅从金属表面逃逸电子所需的最小能量称为功函数。
量子物理中的工作功能
工作功能也可以解释和定义量子物理学。为此,我们首先必须了解一些基本功能。
- 艾伯特爱因斯坦爵士表示,光线是一种称为光子的大量离散能量分组的光束的形式。每个光子中包含的能量是HF。其中H是普通常量,f是光的频率。
- 现在,当光撞击金属表面上的金属表面电子时,从光线获得能量并从表面发射。这种现象被典型称为光曝光。
- 作为一个光子E的能量光子= HF,每个光子的能量取决于光的频率。因此,频率仅在光子相当光的能量时变化,所以发现没有光曝光从低于某种频率的金属表面。因此,对于光电激光的最小入射光频率是必需的。
- 如果光的频率高于上述最小频率,则光子的额外能量将被转换为发射电子的动能。因此,电子将从金属表面发射的速度取决于入射光的频率。不是强度(光线的亮度)。
- 但是当入射光强度增加时不会改变其频率。显然,在金属表面上的光子撞击的数量增加,因此将产生更多发射的电子,但是当入射光的频率固定时,每个电子的动能将不变,在这种情况下。
阈值频率
因此,在一定的最小入射光频率之后,电子从金属表面发射。在该频率之上,发射电子的动能与入射光频率成正比。但低于这种最小频率,电子中没有动能。这就是所谓的阈值频率。
- 下面的入射光频率被称为金属表面上的光曝光阈值频率对于那种金属。对于不同的金属,阈值频率的值不同。
工作功能的图形表示
现在,如果我们以图形方式代表上面的点,我们将获得下图,
这里,纵轴表示电子的能量,横轴表示频率。
频率fO.Hz,电子的动能开始与频率成比例地增加。
下面,频率fO.或低于能量HFO.[H是普通的恒定]没有动能即I. I.没有电子发射。这种能量i.e.HFO.已知并定义为工作功能Φ。
工作职能公式
电子的动能的增益是事件光子能量和金属或材料的功函数之间的差异,并且可以表示为 其中,φ是金属的工作功能和eK.是电子的动能增益。均衡可以重写为 哪里fO.是金属的阈值频率。
金属的工作功能
让我们展示各种常用金属的工作功能表
金属 | 在EV中的工作功能 |
Al(铝) | 4.3 |
TI(钛) | 4.33 |
V(钒) | 4.3 |
Cr(铬) | 4.5 |
Mn(锰) | 4.1 |
Fe(铁) | 4.7 |
CO(钴) | 5. |
Ni(镍) | 5.15 |
NB(Niobium) | 4.3 |
莫(钼) | 4.6 |
Ru(钌) | 4.7 |
RH(RHODIUM) | 4.98 |
HF(铪) | 3.9 |
ta(钽) | 4.25 |
w(钨) | 4.55 |
Re(铼) | 4.96 |
OS(锇) | 4.83 |
IR(铱星) | 5.27 |
AU(金) | 5.1 |