APLICAȚII TEHNOLOGICE ALE EMISIILOR ELECTRONICE DE ATOMI - CHIMIE - 2025

Aplicațiile tehnologice ale emisiilor electronice de atomi sunt produse ținând cont de fenomenele care provoacă expulzarea unuia sau mai multor electroni dintr-un atom. Adică, pentru ca un electron să părăsească orbitalul în care este stabil în jurul nucleului atomului, este necesar un mecanism extern pentru a realiza acest lucru.

Pentru ca un electron să fie detașat de atomul din care face parte, acesta trebuie îndepărtat prin intermediul anumitor tehnici, cum ar fi aplicarea unei cantități mari de energie sub formă de căldură sau iradiere cu fascicule de electroni accelerate cu înaltă energie.

Aplicarea câmpurilor electrice care au o forță mult mai mare decât cea legată de raze și chiar utilizarea de lasere cu o intensitate mare și cu o luminozitate mai mare decât cea a suprafeței solare sunt capabile să obțină acest efect de îndepărtare a electronilor.

Principalele aplicații tehnologice ale emisiilor electronice de atomi

Există mai multe mecanisme de realizare a emisiilor electronice de atomi, care depind de unii factori precum locul de unde provin electronii emiți și modul în care aceste particule au capacitatea de a se deplasa pentru a traversa o barieră potențială de dimensiuni. finit.

În mod similar, dimensiunea acestei bariere va depinde de caracteristicile atomului în cauză. În cazul obținerii emisiilor deasupra barierei, indiferent de dimensiunile (grosimea), electronii trebuie să aibă suficientă energie pentru a o depăși.

Această cantitate de energie poate fi obținută prin coliziuni cu alți electroni, prin transferul de energie cinetică, prin aplicarea încălzirii sau prin absorbția particulelor de lumină cunoscute sub numele de fotoni.

Pe de altă parte, atunci când se dorește obținerea emisiilor sub barieră, trebuie să aibă grosimea necesară, astfel încât să fie posibil ca electronii să o „treacă” printr-un fenomen numit tunel.

În această ordine de idei, mai jos sunt detaliate mecanismele de realizare a emisiilor electronice, fiecare urmând o listă cu unele dintre aplicațiile sale tehnologice.

Emisie de electroni după efect de câmp

Emisia de electroni în funcție de efectul de câmp se produce prin aplicarea de câmpuri mari de tip electric și de origine externă. Printre aplicațiile sale cele mai importante se numără:

- Producția de surse de electroni care au o anumită luminozitate pentru a dezvolta microscopuri electronice de înaltă rezoluție.

- Progresul diferitelor tipuri de microscopie electronică, unde electronii sunt folosiți pentru a crea imagini cu corpuri foarte mici.

- Eliminarea încărcăturilor induse din vehiculele care călătoresc prin spațiu, cu ajutorul neutralizatoarelor de încărcare.

- Crearea și îmbunătățirea materialelor de dimensiuni reduse, cum ar fi nanomaterialele.

Emisia termică de electroni

Emisia termică a electronilor, cunoscută și sub denumirea de emisie termionică, se bazează pe încălzirea suprafeței corpului care urmează să fie studiată pentru a produce emisii electronice prin energia sa termică. Are multe aplicații:

- Producția de tranzistoare de vid de înaltă frecvență, care sunt utilizate în domeniul electronicii.

- Crearea de arme care aruncă electroni, pentru utilizare în instrumente de clasă științifică.

- Formarea materialelor semiconductoare care au o rezistență mai mare la coroziune și îmbunătățirea electrozilor.

- Conversia eficientă a diverselor tipuri de energie, precum solar sau termic, în energie electrică.

- Utilizarea sistemelor de radiații solare sau a energiei termice pentru a genera raze X și a le folosi în aplicații medicale.

Photoemission electronică și emisie electronică secundară

Fotoemisia electronică este o tehnică bazată pe efectul fotoelectric, descoperită de Einstein, în care suprafața materialului este iradiată cu radiații de o anumită frecvență, pentru a transmite suficientă energie către electroni pentru a-i expulza de pe suprafața menționată.

În același mod, emisia secundară de electroni se produce atunci când suprafața unui material este bombardată cu electroni de tip primar, care au o cantitate mare de energie, astfel încât aceștia transferă energie către electronii de tip secundar, astfel încât să poată fi eliberați din suprafaţă.

Aceste principii au fost utilizate în multe studii care au realizat, printre altele, următoarele:

- Construirea fotomultiplicatoarelor, care sunt utilizate în fluorescență, microscopie cu scanare laser și ca detectori pentru niveluri scăzute de radiații luminoase.

- Producția de dispozitive cu senzori de imagine, prin transformarea imaginilor optice în semnale electronice.

- Crearea electroscopului de aur, care este utilizat în ilustrarea efectului fotoelectric.

- Invenția și îmbunătățirea dispozitivelor de vedere nocturnă, pentru a intensifica imaginile unui obiect slab luminat.

Alte aplicatii

- Crearea nanomaterialelor pe bază de carbon pentru dezvoltarea electronică la nano-scară.

- Producerea de hidrogen prin separarea apei, folosind fotoli și fotocathode de lumina soarelui.

- Generarea de electrozi care au proprietăți organice și anorganice pentru utilizare într-o varietate mai mare de cercetări și aplicații științifice și tehnologice.

- Căutarea urmăririi produselor farmacologice prin organisme prin etichetare izotopică.

- Eliminarea microorganismelor din piese de mare valoare artistică pentru protecția lor prin aplicarea razelor gamma în conservarea și restaurarea lor.

- Producția de surse de energie pentru sateliți și nave destinate spațiului exterior.

- Crearea sistemelor de protecție pentru investigații și sisteme care se bazează pe utilizarea energiei nucleare.

- Detectarea defectelor sau a imperfecțiunilor materialelor din domeniul industrial prin utilizarea razelor X.

Referințe

1. Rösler, M., Brauer, W și colab. (2006). Emisiile de electroni induse de particule I. Recuperare din books.google.co.ve
2. Jensen, KL (2017). Introducere în fizica emisiilor de electroni. Obținut din books.google.co.ve
3. Jensen, KL (2007). Avansuri în imagistica și fizica electronilor: fizica emisiilor de electroni. Recuperat din books.google.co.ve
4. Cambridge Core. (Sf). Materiale cu emisii de electroni: avansuri, aplicații și modele. Preluat de pe cambridge.org
5. Britannica, E. (nd). Emisii secundare. Recuperat de pe britannica.com