質問:
金属中の電子が励起されるとどうなりますか?
user54812
2017-11-13 21:02:11 UTC
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特殊なガラス、結晶、またはガスの場合、電流または別のレーザーからエネルギーを吸収すると、「励起」されます。励起された電子は、原子核の周りの低エネルギー軌道から高エネルギー軌道に移動します。それらが通常の状態または「基底」状態に戻ると、電子は光子を放出します。

励起された電子は常に価電子だと思います。しかし、金属では、価電子は軌道に含まれていません。それらは、物体を自由に流れる電子の海に存在します。これは、金属の価電子が励起できない、または軌道を上ることができないことを意味しますか?または、おそらく次の電子が軌道を上っていきます。もしそうなら、それは電子の海に加わりますか? (私はここでアイデアを捨てているだけです)。

「励起される」とはどういう意味か誤解しているかもしれません。なぜなら、それが言うように、電流からのエネルギーが電子を励起する可能性があるからです。

あらゆる洞察を歓迎します。

固体では、電子はブロッホ波動関数にあります。これは、材料のバンド構造につながります。フェルミエネルギーの上に空いている状態があります。電子は、より深いレベルからこれらのレベルに励起される可能性があります。または、それは、例えば、光電子として固体を残すことができる。
二 答え:
Ivan Neretin
2017-11-13 21:41:27 UTC
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あなたは「電子の海」とは何かを誤解しているようです。実際、これは抽象化のメタファーのメタファーです。海はありません。 軌道はたくさんあります。 (確かに、固体の人々はそれらを「状態」と呼ぶことを好みますが、それはそれほど重要ではありません。)金属全体が巨大な分子です。非常に大きく、多くの軌道が分子全体に広がっていることを除けば、通常の小分子とそれほど違いはありません(ただし、通常の分子ではこれがよく行われます)。

これらすべての軌道異なるエネルギーを持つ傾向があります。それらはエネルギースケールのどこでも、互いに非常に接近しています。与えられたエネルギーに指を向けると、そのエネルギーの軌道が見つかります。私たちはそれらを本当に区別することはできません。それらは、連続スペクトルに少し溶け込んでいます。そしてそれは私たちが比喩的に電子の海と呼んでいるものです。

電子は自由ではなく、いくつかの州に限定されています。光子が当たると、どんな電子でも大丈夫に興奮する可能性があります。空の状態の1つに移動します。実際、それは小分子の電子と比較して非常に大きな自由を持っています。いくつかの個別の州の代わりに、それはそれらの海全体を上に持っています。それはそれらのいずれかに興奮する可能性があります。つまり、金属全体があらゆるエネルギーの光子を吸収できることを意味します。これは、ところで、金属光沢の説明でもあります。

励起された電子は、常に価電子ではありません(X線光子を物質に発射して励起することができます)。深部のコア軌道からの電子)、しかしそれは無関係です。

私はあなたが間違っていると思います。フェルミ準位に近い電子だけが金属に励起されます。フェルミ準位をはるかに下回る州のほとんどはすべて占領されており、パウリの排他原理により、そのようなエネルギーを持つ電子はこれ以上存在できません。これは、結果として生じる電子が既存の電子と同じエネルギーを持つため、低エネルギーの電子が低エネルギーの光子を吸収できないことを意味します。
OK、修正しました。
「光子が当たると、どんな電子も大丈夫興奮する」という文が今でも見られます。
はい、それは本当です(光子に十分なエネルギーがある場合)。
しかし、彼らが基底状態に戻るとどうなりますか?それとも彼らは落ちませんか?
水素原子の励起された電子が落下するとどうなりますか?それともそうではありませんか? (ヒント:そうです。)ここでも同じです。
Tzshand
2017-11-14 06:44:48 UTC
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はい、金属中の電子も励起状態に達し、光子を放出することによってその状態を離れることができます。金属スペクトルは十分に文書化されています。

これを固体金属で行うことは、主に電子密度が追加の衝突の可能性を生み出すために異なります。レーザーアブレーションを使用すると、非常に短い時間で非常に小さな空間にエネルギーを集中させることができます。電気を使用すると、ガス状の金属に効果があります(1900年代初頭から研究されています)。

これを行う最もクールな方法は、X線衝撃からであり、この手法は子供のおもちゃの鉛を検出するために使用されます。

レーザーを使用すると、エネルギーが増加するか、アブレーションの長さが長くなると、金属とプラズマを介して大量の二次衝突が発生します。

基本的に、電気を印加している間、または放射線は固体金属中の電子を励起します。あなたがより気付く効果は、あなたの技術に応じて、伝導率、熱、白熱、またはプラズマである可能性があります。

Penner-ハーン、ジェームズE.(2013)。 「第2章単一細胞内の金属を検出するための技術。セクション4、固有の蛍光X線」。バンシーでは、ルシア。メタロミクスとセル。ライフサイエンスにおける金属イオン。 12.Springer。

Amponsah-Manager、K。;オメネット、N。;スミス、B。W。; Gornushkin、I。B。; Winefordner、J。D.(2005) 「金属のマイクロチップレーザーアブレーション:レーザー誘起破壊分光法への応用を考慮したアブレーションプロセスの調査」。 Journal of Analytical AtomicSpectrometry。 20(6):544



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