Lucrări miniere
În fizică , munca de extracție sau funcția de lucru (care nu trebuie confundată cu munca ) este energia minimă care trebuie furnizată pentru a extrage un electron dintr-un metal . Această energie depinde de tipul de metal și este în general în jur de câțiva electroni volți .
Energia poate fi furnizată metalului sub diferite forme. Când energia este furnizată prin încălzirea metalului, se numește efect termionic . Când energia este transmisă de un foton , aceasta se numește efect fotoelectric . După cum a descoperit Einstein pentru prima dată, atunci când un foton de energie E lovește un electron în interiorul unui metal, energia fotonului poate fi transferată direct la electron. Dacă această energie este suficientă, poate scăpa din material.
În interiorul unui material, electronii de conducție au cel mult o energie egală cu nivelul Fermi la temperatura T = 0 K, evident că această energie este insuficientă pentru a permite electronilor să părăsească materialul ocolind bariera energetică de suprafață.
Urcarea barierei necesită ca electronii, cu energie egală cu energia Fermi, să li se adauge o cantitate de energie egală cu munca de extracție W. [1] Electronii cu o stare de energie inițială mai mică decât energia Fermi trebuie furnizați cu o energie mai mare.
Un electron exact la nivelul fotografiilor lovite de un foton energetic unde f este frecvența fotonului și h este constanta lui Planck , acesta va fi rupt din metal numai dacă E> W sau dacă frecvența radiației incidente este mai mare decât un prag minim:
- .
Lucrări de extracție a unor metale
Tabelul următor prezintă valorile lucrărilor de extracție a unor metale. [2] Aceste valori sunt orientative, deoarece variază în funcție de orientarea structurii cristaline, precum și în funcție de puritatea metalului.
| Element | eV | Element | eV | Element | eV | Element | eV | Element | eV |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ag : | 4.26 [3] | Către : | 4.28 [3] | Ca : | 3,75 | Au : | 5.1-5.47 | B : | ~ 4,45 |
| Ba : | 2.52-2.7 | Ei bine : | 4,98 | Bi : | 4.34 | C : | ~ 5 | Ca : | 2,87 |
| Cd : | 4.08 | Ce : | 2.9 | Co : | 5 | Cr : | 4.5 | Cs : | 2.14 [3] |
| Cu : | 4.65 [3] | Eu : | 2.5 | Fe : | 4.67-4.81 | Ga : | 4.32 | Doamne : | 2,90 |
| Hf : | 3.9 | Hg : | 4.475 | În : | 4.09 | Ir : | 5.00-5.67 | K : | 2,30 [3] |
| The : | 4 | Acolo : | 2,93 | Mo : | ~ 3.3 | Mg : | 3,66 | Mn : | 4.1 |
| Mo : | 4,36-4,95 | Na : | 2.36 | NB : | 3,95-4,87 | Nd : | 3.2 | Ni : | 5.15 [3] |
| Hos : | 5,93 | Pb : | 4.25 | Pd : | 5.22-5.6 | Pt : | 5.12-5.93 | Rb : | 2.261 |
| Re : | 4,72 | Rh : | 4,98 | Ru : | 4.71 | Sb : | 4.55-4.7 | Sc : | 3.5 |
| Dacă : | 5.9 | Da : | 4,85 [3] | Sm : | 2.7 | Sn : | 4.42 | Sr : | ~ 2,59 |
| Ta : | 4.00-4.80 | Tb : | 3.00 | Tu : | 4,95 | Th : | 3.4 | Tu : | 4.33 |
| Tl : | ~ 3,84 | U : | 3,63-3,90 | V : | 4.3 | W : | 4.32-5.22 | Y : | 3.1 |
| Yb : | 2,60 [4] | Zn : | 3,63-4,9 | Zr : | 4.05 |
Rețineți că valoarea pragului metalic este exprimată în volți de electroni . Prin urmare, pentru a determina frecvența pragului „f” și lungimea de undă „λ” este necesar să se exprime energia pragului fotonului incident în Jouli . Având în vedere, prin urmare, că E (J) = E (eV) x (1,602 x 10 -19 J ), că relația Einstein „ E = h f ” determină energia fotonilor (unde h este constanta lui Planck ) și că „ f · λ = c ”, se pot determina valorile de prag ale„ f ”(= E (J) / h) și apoi ale„ λ ”(= c / f).
Să luăm în considerare, cu titlu de exemplu, potasiul (K); întrucât munca de extracție este echivalentă cu energia minimă pe care trebuie să o aibă fotonii pentru a iniția efectul fotoelectric , vom avea:
- E (J) = 2,29 x (1,602 x 10 -19 J) = 3,67 x 10 -19 J
- f = (3,67 x 10 -19 J): (6.626 x 10 -34 Js) = 5,54 x 10 14 1 / s = 5,54 x 10 14 Hz
- λ = (3 x 10 8 m / s) : (5,54 x 10 14 1 / s) = 5,41 x 10 -7 m = 541 x 10 -9 m = 541 nm
Această valoare a lungimii de undă corespunde luminii verzi a spectrului electromagnetic .
Notă
- ^ IUPAC Gold Book .
- ^ Manual CRC despre chimie și fizică versiunea 2008, p. 12-114.
- ^ a b c d e f g walker, De la mecanică la fizica modernă , Milano-Torino, pearson italia, 2012, p. 951, ISBN 978-88-6364-380-0 .
- ^ MV Nikolic, SM Radic, V. Minic, MM Ristic, Dependența funcției de lucru a metalelor pământurilor rare de structura lor electronică , în Microelectronics Journal , vol. 27, n. 1, 1996-02, pp. 93-96, DOI : 10.1016 / 0026-2692 (95) 00097-6 , ISSN 0026-2692 . Adus 22-09-2009 .
Bibliografie
- ( RO ) M. McNaught, A. Wilkinson, IUPAC. Compendium of Chemical Terminology ("Gold Book") , ediția a II-a, Oxford, Blackwell Scientific Publications, 1997, DOI : 10.1351 / goldbook.E02015 , ISBN 0-9678550-9-8 .
Elemente conexe
| Controlul autorității | NDL ( EN , JA ) 01212250 |
|---|
