AT.1 · Photoelectrons, reduced mass and atomic excitation

ความลึกของกระแสไฟฟ้าที่มีระยะห่างเท่ากันซ้ำๆ อาจบ่งบอกถึงการสูญเสียพลังงานกระตุ้นค่าเดียวกันซ้ำหลายครั้ง แทนที่จะเป็นการผ่านระดับพลังงานอะตอมที่แตกต่างกันเป็นลำดับ

ความรู้พื้นฐานที่จำเป็น: 7.

• แยกแยะเกณฑ์โฟโตอิเล็กทริกและรังเอกซ์ลักษณะเฉพาะ
• ใช้การปรับสเกลสเปกตรัมด้วยมวลลดและการเติมสปินของอิเล็กตรอนหลายตัว
• interpret Franck–Hertz energy spacing without inventing new levels

พลังงานจลน์สูงสุดของอิเล็กตรอนโฟโตคือ Kmax=hν−ϕ สำหรับความถี่ของโฟตอนเหนือเกณฑ์ ν0=ϕ/h ค่าของแรงดันหยุด eVs=Kmax ทำให้ Vs เป็นฟังก์ชันเชิงเส้นของ ν เหนือเกณฑ์ การเพิ่มความเข้มแสงที่ความถี่คงที่เพิ่มจำนวนโฟตอนที่มีอยู่และมักเพิ่มกระแสโฟโตอิเล็กตรอน แต่ไม่เพิ่มพลังงานจลน์สูงสุดของอิเล็กตรอนโฟโตใต้เกณฑ์ โมเดลโฟตอนเดี่ยวจะปล่อยอิเล็กตรอนโฟโตไม่ได้ไม่ว่าความเข้มจะเป็นอย่างไร ฟังก์ชันงานเป็นคุณสมบัติของพื้นผิว ไม่สัมพันธ์กับความถี่ของการส่องสว่าง

รังเอกซ์ลักษณะเฉพาะเกิดขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนเติมเต็มช่องว่างในระดับชั้นใน โดยปล่อยโฟตอนที่มีพลังงานเท่ากับผลต่างของระดับชั้น Those sharp lines ขึ้นอยู่กับอะตอมเป้าหมาย Bremsstrahlung เกิดจากการชะลอตัวของอิเล็กตรอนที่มีพลังงานสูงในสนามไฟฟ้าของนิวเคลียส และสร้างพื้นหลังต่อเนื่อง โดยมีจุดสิ้นสุดพลังงานกำหนดโดยพลังงานของอิเล็กตรอนต้นทาง พื้นหลังต่อเนื่องและเส้นแยกสามารถปรากฏร่วมกันได้ การมีอยู่ของอย่างใดอย่างหนึ่งไม่ห้ามอีกอย่างกลไกเหล่านี้แตกต่างจากฟลูออเรสเซนส์ที่มองเห็นได้ การกระจายของ phonon และการจับอนุภาค

For a hydrogen-like two-body atom, replace electron mass by reduced mass μ=m_eM/(m_e+M). In the simple Coulomb model, level energies scale as −μZ²/n², so spectral frequencies scale as μZ² and wavelengths inversely. For positronium M=m_e, μ=m_e/2 and its Rydberg constant is half the infinite-nuclear-mass value. For a heavy nucleus μ approaches m_e. In many-electron atoms, use orbital filling and Hund’s rule rather than the hydrogen model: degenerate orbitals are occupied singly with parallel spins before pairing. Carbon’s 2p² gives two unpaired electrons and total spin S=1; oxygen’s 2p⁴ has two unpaired electrons and also S=1. Filled pairs contribute zero net spin.

In Franck–Hertz experiments, accelerated electrons lose energy through inelastic excitation once they reach an atomic threshold. Repeated current-dip or peak spacing in accelerating voltage can therefore identify the same excitation energy lost one, two or more times. A spacing ΔV corresponds to energy eΔV; peaks at 4,8,12 V need not represent three separate excited-level energies. Contact potentials and retarding fields can shift absolute peak positions, so use the spacing and stated apparatus conditions. If the excited atom returns by one photon of that energy, wavelength is hc/(eΔV).

ในปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกโฟตอนเดียว ให้ใช้ฟังก์ชันงาน phi ของพื้นผิว

สำหรับพลังงานโฟตอน 4.5 eV และ phi = 2.0 eV, ค่าของแรงดันหยุดคือ 2.5 V. ความเข้มสูงขึ้นที่ความถี่เดียวกัน เปลี่ยนอัตราการอิเล็กตรอนที่ใช้งานได้ ไม่ใช่พลังงานสูงสุดนี้

*ไม่มีรังสีต่ำกว่า 2 eV; มวลลดของโพซิตรอนทำให้สเกลสเปกตรัมเป็นครึ่งหนึ่ง

ความเข้มกระแสและศักย์หยุดตอบคำถามต่างกัน รวมมวลลดและการห่อหุ้มออร์บิทัลไว้ และใช้ช่องว่างfranck-hertz แทนการมองทุกยอดเป็นระดับพลังงานใหม่

ฟังก์ชันงาน: พลังงานขั้นต่ำที่ต้องการเพื่อดึงอิเล็กตรอนออกจากพื้นผิวที่กำหนด

มวลลด: มวลประสิทธิภาพสองอนุภาค m1m2/(m1+m2) สำหรับการเคลื่อนที่สัมพัทธ์