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Meccanismo atomico di produzione degli elettroni di conduzione

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Presentazione sul tema: "Meccanismo atomico di produzione degli elettroni di conduzione"— Transcript della presentazione:

1 Meccanismo atomico di produzione degli elettroni di conduzione
& Il potenziale di estrazione

2 L’energia di un elettrone
Supponiamo che ora un elettrone abbia l’energia totale individuata dal livello corrispondente alla linea rossa AB; i punti del segmento hanno ordinata maggiore dei punti di uguale ascissa sulla curva dell’energia potenziale Consideriamo un metallo di numero atomico Z. Ciascun elettrone di carica -e nel campo elettrico generato dal nucleo dell’atomo al quale appartiene, possiede l’energia potenziale espressa dalla legge - Pertanto un elettrone che si trova tra A e B, avendo energia maggiore della sola potenziale, dovrà possedere anche ENERGIA CINETICA la cui misura è rappresentata dal segmento PQ.

3 Caso con due elettroni Si osserva che l’energia potenziale complessiva è pari alla somma dei contributi dei singoli nuclei, vedi tratto blu continuo. L’elettrone che possiede la stesso livello energetico esaminato prima è ora libero di muoversi passando da un atomo all’altro! -

4 Caso con tanti elettroni
L’elettrone di energia totale uguale al livello delle due precedenti è ora un elettrone libero di spostarsi da un nucleo all’altro all’interno del metallo. Verso la superficie esterna però la curva del potenziale diventa simile a quella di un atomo isolato: l’elettrone raggiunge i punti S e T dove l’energia è solo potenziale e quindi l’energia cinetica e la velocità sono nulle. Si parla di BARRIERA DI POTENZIALE. - T S

5 Potenziale di estrazione
E’ evidente che gli elettroni che diventano liberi di muoversi sono quelli di più elevata energia totale, cioè gli elettroni più esterni. L’esistenza di elettroni liberi è una proprietà che caratterizza i metalli a qualsiasi temperatura in quanto essi hanno all’esterno di orbitali completi qualche elettrone in un orbitale incompleto debolmente legato. Il reticolo cristallino dei metalli è formato perciò da una struttura regolare di ioni in vibrazione e da una nube di elettroni liberi di conduzione che si muovono in modo disordinato in tutte le direzioni ( rimanendo all’interno del metallo!) Dette Ee e Ei le energie che un elettrone avrebbe rispettivamente all’esterno del metallo in un punto molto vicino alla superficie, e all’interno, la differenza è detta POTENZIALE DI ESTRAZIONE o LAVORO DI ESTRAZIONE del metallo. Rappresenta l’energia minima che occorre fornire al metallo perché si abbia emissione di elettroni. Mentre V è detto POTENZIALE DI ESTRAZIONE

6 Possibili effetti connessi al potenziale d’ estrazione
Effetto termoionico Effetto Volta Effetto Seebeck Effetto fotoelettrico


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