Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Elektrony

Article Image
Według fizyki klasycznej elektrony to bardzo małe, twarde jak skała kule, które krążą po kołowych i eliptycznych orbitach wokół jądra atomu. Są one absolutną podstawą elektroniki.

Przez fale do wolnych elektronów

Fale elektromagnetyczne

Ten artykuł zaczyna się od czegoś, co wydaje się być tematem pobocznym: fal elektromagnetycznych. Jednak omówienie tego zjawiska jest niezbędne do zrozumienia szczególnych właściwości elektronów.

Promieniujące elektrony

Następnie omówimy fakt, że w pewnych warunkach elektrony mogą emitować światło. Właściwość ta jest bardzo ważna w elektronice, ponieważ bez niej nie istniałyby na przykład diody LED.

Wolne elektrony

Na zakończenie skupimy się na zjawisku odłączania się elektronów od swoich atomów, co jest niezbędnym warunkiem dla przepływu prądu elektrycznego. Takie elektrony nazywane są elektronami swobodnymi, a to, jak działają procesy fizyczne, które mogą uwolnić elektrony z ich atomów, jest ostatnim tematem tego artykułu.

Fale elektromagnetyczne

Pola elektryczne i magnetyczne

Przez cały XIX wiek uzyskano dobry wgląd w strukturę światła. Wiadomo było, że światło jest częścią spektrum promieniowania elektromagnetycznego. Promieniowanie, które powstaje w wyniku wzajemnego oddziaływania pola magnetycznego i elektrycznego. Zmienne pole elektryczne powoduje powstanie zmiennego pola magnetycznego. To pole z kolei powoduje powstanie zmiennego pola elektrycznego. Te połączone pola tworzą zjawisko falowe w przestrzeni, falę elektromagnetyczną. Fala ta charakteryzuje się długością fali, oznaczaną literą λ (lambda), która jest wyrażona w metrach.

Drgania fal elektrycznych (E) i magnetycznych (H) powodują powstawanie linii pola w przestrzeni. Na rysunku poniżej pola te są reprezentowane za pomocą linii kolistych. Linie pola elektrycznego E1 indukują prostopadłe do nich linie pola magnetycznego H1, te zaś indukują prostopadłe do nich linie pola E2, i tak dalej. W ten sposób powstaje fala elektromagnetyczna złożona z prostopadłych względem siebie linii pól elektrycznego i magnetycznego.

Prędkość fal elektromagnetycznych

Prędkość, z jaką to zjawisko rozchodzi się w przestrzeni jest równa 299 792,5 km/s! Oznacza to, że fala elektromagnetyczna może okrążyć Ziemię około 7,5 razy w ciągu jednej sekundy!

Widmo elektromagnetyczne

Światło widzialne stanowi tylko niewielką część widma elektromagnetycznego. Zakresy fal, od pasma radiowego, przez pasma telewizyjne, GSM, Wi-Fi, aż do sygnałów radarowych obejmują długości od 1000 m do około 1 mm. Następnie znajduje się obszar podczerwieni, czyli elektromagnetycznego promieniowania cieplnego, które emitują słońce, grzejniki i ogień. Następna część spektrum to niezwykle wąski obszar światła widzialnego. Światło czerwone ma falę najdłuższą, a fioletowe najkrótszą. Za obszarem światła widzialnego znajduje się obszar promieniowania ultrafioletowego, niebezpiecznego dla ludzkiej skóry. Obszar jeszcze krótszych fal (10–8 m) to już promieniowanie rentgenowskie, znane ze szpitali, i promieniowanie gamma, które jest bardzo niebezpieczne dla zdrowia. Chociaż wszystkie te rodzaje promieniowania wydają się zupełnie inne, podstawa jest zawsze taka sama: interakcja linii pola elektrycznego i magnetycznego, które rozchodzą się w przestrzeni ze stałą prędkością.

Aby przeczytać ten artykuł kup e-wydanie
Kup teraz
Firma:
Tematyka materiału: Przez fale do wolnych elektronów, Fale elektromagnetyczne, Promieniujące elektrony, Wolne elektrony, Fale elektromagnetyczne, Pola elektryczne i magnetyczne, Prędkość fal elektromagnetycznych, Widmo elektromagnetyczne, Promieniowanie złożone, Atomy i promieniowanie, Tuba wyładowcza, Pochodzenie linii, Nowy model atomowy Bohra, Tezy Bohra, Wyjaśnienie widm liniowych, Znaczenie dla elektroniki, Podstawy optoelektroniki, Model atomowy Sommerfelda, Skład jądra atomowego, Elektrony swobodne w przewodnikach, Emisja elektronów, Zewnętrzne pole elektryczne, Energia wyjścia, Elektrony swobodne w przewodnikach, Emisja termiczna, Prąd upływu zależy od temperatury, Lampy oscyloskopowe i kineskopy działają dzięki emisji termicznej, Fotoemisja
AUTOR
Źródło
Elektronika dla Wszystkich marzec 2024
Udostępnij
Zobacz wszystkie quizy
Quiz weekendowy
Edukacja
1/10 Jak działa rezystor LDR?
UK Logo