اقرأ في هذا المقال
- ما هو انبعاث الإلكترون الثانوي؟
- العوامل التي تعتمد عليها شدة انبعاث الإلكترون الثانوي
- استخدامات انبعاث الإلكترون الثانوي
ما هو انبعاث الإلكترون الثانوي؟
انبعاث الإلكترون الثانوي هو انبعاث الإلكترونات الحرة من سطح المعدن، والذي يحدث عندما تصطدم الإلكترونات عالية السرعة أو الإلكترونات الأولية بالإلكترونات الحرة أو الإلكترونات الثانوية في المعدن، انبعاث الإلكترون الثانوي هو طريقة لانبعاث الإلكترون من سطح المعدن، عندما يتم حقن الإلكترونات الأولية أو بعض الإشعاعات المؤينة في معدن، فإنّ الإلكترونات الثانوية تخرج عن سطحه.
يتم رشها بسبب الطاقة الحركية العالية للجسيمات الساقطة، يتم تحويل هذه الطاقة إلى الإلكترونات الحرة الموجودة في المعدن، عندما تصبح الطاقة كافية، يمكن لهذه الإلكترونات الهروب من مدارات الجذب للنواة. تسمّى الإلكترونات الساقطة على المعدن بالإلكترونات الأولية وتسمّى الإلكترونات المنبعثة من السطح الإلكترونات الثانوية، يؤثر عدد الإلكترونات الساقطة ذات الطاقة الحركية العالية بشكل مباشر على عدد الإلكترونات الثانوية.
العوامل التي تعتمد عليها شدة انبعاث الإلكترون الثانوي:
المعادن تحت درجة الحرارة العادية:
تحت درجة الحرارة العادية، تكتسب بعض إلكترونات التكافؤ طاقة كافية من مصدر الحرارة وتكسر الترابط مع الذرة الأم، إنّ إلكترونات التكافؤ التي تكسر الرابطة مع الذرة الأم تتحرك بحرية من نقطة إلى نقطة أخرى داخل المعدن تسمّى الإلكترونات الحرة، تحتوي الإلكترونات الحرة على بعض الطاقة الحركية، لكن ليس لديها طاقة كافية للهروب من المعدن، تقاوم القوة الجاذبة للنواة الإلكترونات الحرة التي تحاول الهروب من المعدن، تحتاج الإلكترونات الحرة في المعدن إلى طاقة كافية من المصدر الخارجي للهروب من المعدن.
تقصف المعادن بإلكترونات عالية السرعة:
عندما تصطدم الإلكترونات عالية السرعة بالسطح المعدني، فإنّها تنقل طاقتها الحركية إلى الإلكترونات الحرة في المعادن، سوف تتغلب الإلكترونات الحرة التي تكتسب طاقة كافية على قوة الجاذبية القوية للنواة وتهرب من المعدن، تسمّى الإلكترونات عالية السرعة التي تضرب الإلكترونات الحرة في المعدن بالإلكترونات الأولية بينما تسمّى الإلكترونات الحرة المنبعثة من السطح المعدني “بالإلكترونات الثانوية”، نحن نبعث الإلكترونات الثانوية من سطح المعدن، ومن ثمّ، فإنّ عملية انبعاث الإلكترونات الثانوية من سطح المعدن تسمّى “الانبعاث الثانوي” (secondary emission).
“يعتمد انبعاث الإلكترون الثانوي على عدد الإلكترونات الأولية وطاقة الإلكترونات الأولية”.
عدد الإلكترونات الأولية:
عندما يضرب عدد كبير من الإلكترونات عالية السرعة أو عالية الطاقة الإلكترونات الحرة في المعدن، فإنّ عددًا كبيرًا من الإلكترونات الحرة يكتسب طاقة كافية ويقفز في الفراغ، من ناحية أخرى، عندما يضرب عدد صغير من الإلكترونات عالية السرعة أو عالية الطاقة الإلكترونات الحرة في المعدن، فإنّ عددًا صغيرًا من الإلكترونات الحرة يكتسب طاقة كافية ويقفز في الفراغ.
طاقة الإلكترونات الأولية:
يُطلق على الحد الأدنى من الطاقة التي توفرها الإلكترونات الأولية لإصدار الإلكترونات الثانوية من المعدن “طاقة العتبة” (threshold energy)، تنبعث الإلكترونات الثانوية من سطح المعدن، عندما تكتسب طاقة تساوي أو تزيد عن طاقة العتبة، إذا كانت الطاقة التي توفرها الإلكترونات الأولية مساوية أو أكبر من طاقة العتبة، يبدأ المعدن في إطلاق الإلكترونات الحرة، من ناحية أخرى، إذا كانت الطاقة التي توفرها الإلكترونات الأولية أقل من طاقة العتبة، فإنّ المعدن لا يصدر الإلكترونات الحرة.
استخدامات انبعاث الإلكترون الثانوي:
يتم استخدام انبعاث الإلكترون الثانوي في مكثف الصورة (image intensifier) والأنابيب الضوئية (photomultiplier tubes). يعد انبعاث الإلكترون الثانوي ظاهرة طبيعية غير مرغوب فيها أثناء تشغيل العديد من أجهزة الأنبوب المفرغ، مثل أثناء تشغيل “أنابيب كليسترون”، كمثال آخر، تحصل قيم (tetrode) على مقاومة سلبية لظاهرة انبعاث الإلكترون الثانوية، في بعض الحالات، نستخدم عملية انبعاث الإلكترون الثانوية عن قصد، كما هو الحال في مضاعفات الإلكترون، وأنابيب أشعة الكاثود، وما إلى ذلك.
المواد الثانوية الباعثة للإلكترون:
تشتمل المواد الباعثة للإلكترون شائعة الاستخدام على أنتيمونيد قلوي وأكسيد الرصاص وأكسيد المغنيسيوم وفوسفيد الغاليوم.
