Aplicações tecnológicas da emissão eletrônica de átomos

As aplicações tecnológicas da emissão eletrônica de átomos são produzidas levando em consideração os fenômenos que causam a ejeção de um ou mais elétrons de um átomo. Ou seja, para um elétron deixar o orbital no qual está estável ao redor do núcleo do átomo, é necessário um mecanismo externo para alcançá-lo.

Para que um elétron se desprenda do átomo ao qual pertence, ele deve ser removido através do uso de certas técnicas, como a aplicação de uma grande quantidade de energia na forma de calor ou irradiação com feixes de elétrons acelerados e altamente energéticos.

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A aplicação de campos elétricos com força muito maior que a relacionada a raios, e até o uso de lasers de grande intensidade e com brilho maior que o da superfície solar, são capazes de alcançar esse efeito de remoção de elétrons.

Principais aplicações tecnológicas da emissão eletrônica de átomos

Existem vários mecanismos para obter a emissão eletrônica de átomos, que dependem de alguns fatores, como a origem dos elétrons emitidos e a maneira como essas partículas têm a capacidade de se mover para atravessar uma barreira de dimensões potenciais. finito

Da mesma forma, o tamanho dessa barreira dependerá das características do átomo em questão. No caso de atingir a emissão acima da barreira, independentemente de suas dimensões (espessura), os elétrons devem ter energia suficiente para superá-la.

Essa quantidade de energia pode ser alcançada por colisões com outros elétrons, transferindo sua energia cinética, a aplicação de aquecimento ou a absorção de partículas de luz conhecidas como fótons.

Por outro lado, quando se deseja obter a emissão abaixo da barreira, ela deve ter a espessura necessária para que os elétrons possam “atravessá-la” através de um fenômeno chamado efeito de túnel.

Nesta ordem de idéias, os mecanismos para obter emissões eletrônicas são detalhados abaixo, cada um dos quais é seguido por uma lista de algumas de suas aplicações tecnológicas.

Emissão de elétrons por efeito de campo

A emissão de elétrons por efeito de campo ocorre através da aplicação de grandes campos de tipo elétrico e origem externa. Entre suas aplicações mais importantes estão:

– A produção de fontes de elétrons com certo brilho para desenvolver microscópios eletrônicos de alta resolução.

– O progresso de diferentes tipos de microscopia eletrônica, onde os elétrons são usados ​​para produzir imagens de corpos muito pequenos.

– A eliminação de cargas induzidas de veículos que viajam pelo espaço, por meio de neutralizadores de carga.

– A criação e aprimoramento de materiais de pequenas dimensões, como nanomateriais.

Emissão térmica de elétrons

A emissão térmica de elétrons, também conhecida como emissão termiônica, é baseada no aquecimento da superfície do corpo a ser estudado para causar emissão eletrônica através de sua energia térmica. Possui inúmeras aplicações:

– A produção de transistores a vácuo de alta frequência, utilizados no campo da eletrônica.

– A criação de armas que lançam elétrons, para uso em instrumentação de classe científica.

– A formação de materiais semicondutores que apresentam maior resistência à corrosão e melhoria dos eletrodos.

– A conversão eficiente de vários tipos de energia, como solar ou térmica, em energia elétrica.

– O uso de sistemas de radiação solar ou energia térmica para gerar raios-X e usá-los em aplicações médicas.

Fotoemissão de elétrons e emissão secundária de elétrons

A fotoemissão de elétrons é uma técnica baseada no efeito fotoelétrico, descoberto por Einstein, em que a superfície do material é irradiada com uma certa frequência de radiação, para transmitir energia suficiente aos elétrons para expulsá-los da referida superfície.

Da mesma forma, a emissão secundária de elétrons ocorre quando a superfície de um material é bombardeada com elétrons do tipo primário que possuem uma grande quantidade de energia, de modo que eles transferem energia para os elétrons do tipo secundário, para que possam se destacar do elétron. superfície.

Esses princípios foram utilizados em muitos estudos que alcançaram, entre outras coisas, o seguinte:

– A construção de fotomultiplicadores, utilizados em fluorescência, microscopia de varredura a laser e como detectores de baixos níveis de radiação luminosa.

– A produção de dispositivos sensores de imagem, transformando imagens ópticas em sinais eletrônicos.

– A criação do eletroscópio de ouro, usado na ilustração do efeito fotoelétrico.

– A invenção e aprimoramento de dispositivos de visão noturna, para intensificar as imagens de um objeto vagamente iluminado.

Outras aplicações

– A criação de nanomateriais à base de carbono para o desenvolvimento de eletrônicos em escala nanométrica.

– A produção de hidrogênio através da separação da água, usando fotoanodos e fotocatodos da luz solar.

– A geração de eletrodos com propriedades orgânicas e inorgânicas para uso em uma variedade maior de pesquisas e aplicações científicas e tecnológicas.

– A busca pelo rastreamento de produtos farmacológicos através de organismos através de rotulagem isotópica.

– A eliminação de microrganismos de peças de grande valor artístico para sua proteção através da aplicação de raios gama em sua conservação e restauração.

– A produção de fontes de energia para alimentar satélites e navios destinados ao espaço sideral.

– A criação de sistemas de proteção para pesquisa e sistemas baseados no uso de energia nuclear.

– A detecção de falhas ou imperfeições em materiais no campo industrial através do uso de raios-X.

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Referências

  1. Rösler, M., Brauer, W et al . (2006). Emissão de elétrons induzida por partículas I. Recuperado de books.google.co.ve
  2. Jensen, KL (2017). Introdução à Física da Emissão de Elétrons. Obtido em books.google.co.ve
  3. Jensen, KL (2007). Avanços em Imagem e Física de Elétrons: Física de Emissão de Elétrons. Recuperado de books.google.co.ve
  4. Cambridge Core (sf). Materiais de emissão de elétrons: Avanços, aplicações e modelos. Obtido em cambridge.org
  5. Britannica, E. (sf). Emissão secundária. Recuperado de britannica.com

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