Определение
В физике твердых тел работа выхода – это минимальное термодинамическое действие (оно же энергия), необходимое для того, чтобы оторвать электрон от твердого тела и поместить в точку вне его поверхности. Все обобщенные расчеты делаются при допущении, что вокруг тела – вакуум. Данная точка находится достаточно далеко в масштабах размеров атома, но довольно близко, чтобы оказаться под влиянием электрического поля в вакууме. Работа выхода - это не характеристика состава материала, а скорее качество его поверхности. Она связана с особенностями грани кристалла и степенью контаминации.
Теоретическая формула
Работа выхода численно будет равняться сумме двух энергий. Во-первых, количеству, необходимому для того, чтобы убрать электрон из системы атома. Во-вторых, количеству энергии, нужному, чтобы поместить электрон в атом вне поверхности исследуемого твердого тела.
Осторожно!
Некоторые физические явления очень чувствительны к численному значению показателя «работа выхода». Та формула, о которой говорилось выше, применяется для построения упрощенных теоретических моделей, не более того. В экспериментах значения этого показателя могут достаточно сильно отличаться от формульных вычислений, полученных без опыта. Если поверхность не гладкая, не гомогенная, то расчеты точного значения сами по себе, до получения эмпирических данных, становятся почти невозможными.
Группы способов измерения
Работа выхода электрона вычисляется несколькими методами и на основе совершенно разных физических явлений. Всего различают две группы экспериментальных методов. Абсолютные используют эмиссию электрона из образца, спровоцированную фотоэмиссией, высокой температурой, полевым выпуском или туннелированием электронов. Относительные методы применяют контактную разность потенциалов между исследуемым образцом и электродом сравнения.
Достаточно сложно предсказать величину работы выхода с высокой точностью без проведения опытного исследования. Но есть определенные тенденции, которые ученые выяснили за годы работы с этим явлением. Практически всегда величина меньше для металлов с открытой кристаллической решеткой. Для тупых граней кристалла она выше, чем для острых. Объяснения данных феноменов достаточно очевидны. В открытой решетке связи электрона слабее, а при остром угле внешние воздействия на атом осуществляются легче.
