ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Фотоэффект со сложных катодов из "Электрические явления в газах и вакууме" Формулы, к которым приходят новейшие теории фотоэффекта, очень громоздки, и результаты получаются в неявной форме. Значительные упрощения не дают хорошего совпадения с опытом. Такому совпадению мешают также ограниченные и неточный данные относительно некоторых констант и не всегда поддающиеся точному учёту условия опыта (состояние, строение и чистота поверхности металла). [c.163] Кислородно-цезиевые катоды имеют подкладку из серебра в виде серебряной пластинки или в виде слоя серебра, осаждённого на стекле химическим путём, или посредством термического или катодного распыления. Колба фогоэлемента с серебряной пластинкой или слоем подвергается обычному обезгаживанию при прогреве в электрической печи. Затем серебряная подкладка окисляется путём наполнения колбы кислородом и при помощи электрического разряда. [c.163] Если при окислении серебряной подкладки сложного катода окисление серебра чередовать несколько раз с восстановлением в атмосфере водорода, то слой окиси серебра получается рыхлым и после обработки парами цезия содержит не только частицы серебра, но и частицы цезия. Это оказывает определённое влияние на чувствительность и на спектральную характеристику катода. Строение сложного кислородно-цезиевого катода изображено схематически на рисунке 72. Кроме кислородноцезиевых сложных катодов применяются также и серноцезиевые. Окисление заменено в них образованием сернистого соединения. [c.164] Согласно так называемому правилу Франка-Кондона, установленному экспериментально при изучении молекулярных спектров, при ионизации путём поглощения света адсорбированный атом цезия переходит в состояние, соответствующее точке g, а не непосредственно точке d, так как расстояние ядра атома или иона от адсорбирующей поверхности (или в более общем случае от той частицы, с которой атом связан) не успевает измениться, и начинается колебательное движение ядра около нового положения равновесия. Сравнение потенциальных кривых нейтральной частицы и иона показывает, что энергия перехода адсорбированного атома цезия в состояние иона, равная разности ординат точек bug, меньше, чем энергия ионизации свободного атома цезия. [c.167] В сложных катодах под верхним слоем цезия лежит слой окиси цезия. Окись цезия — кристаллическое тело, но поверхность слоя sjO на катоде не представляет собой идеальной грани монокристалла. В некоторых её элементах мы найдём рёбра и трёхгранные углы отдельных выступающих над поверхностью кристаликов, в других — углубления. Молекулярное поле в различных точках поверхности различно. Там, где есть выступы, оно особенно сильно. Эти места особенно активны в отношении адсорбции цезия. [c.167] Спектральная характеристика кислородно-цезиевого катода имеет два максимума — один в области малых частот около 4000 А, другой в области больших частот в начале инфракрасной области спектра. Сравнение спектральных характеристик сложных катодов, у которых подкладкой во всех случаях служило серебро, а щелочные металлы (восстанавливающие в процессе формирования катода окись серебра и образующие адсорбированный внешний слой) были различны, показало, что максимум спектральной характеристики в коротковолновой области спектра приходится у всех этих катодов на одну и ту же длину волны, тогда как граница фотоэффекта и положение максимума в длинноволновой области различны для различных щелочных металлов (рис. 75). Отсюда Дебур делает заключение, что максимум в коротковолновой области обязан своим происхождением вкрапленным в промежуточный слой частицам серебра, а максимум в длинноволновой части обусловливается фотоэмиссией из поверхностной плёнки щелочного металла (см. также [461]). [c.168] По толщине и строению промежуточного слоя окиси Дебур различает следующие типы серебряно-кислородно-цезиевых катодов. [c.168] В кислоро Дно-цезиевых катодах наблюдается явление утомления [416] при освещении катода светом чувствительность катода с течением времени уменьшается. Степень этого уменьщения зависит от толщины и строения промежуточного слоя и достигает потери 75% начальной чувствительности. Некоторая доля утомления исчезает скоро после прекращения освещения катода. Дальнейшее восстановление чувствительности идёт очень медленно, причём полного восстановления не происходит. [c.170] По теории Дебура процессы утомления и восстановления объясняются так. При фотоэффекте часть атомов поверхностной плёнки цезия превращается в ионы. При непрерывном освещении и сравнительно плохо проводящем промежуточном слое нейтрализация этих ионов электронами, проходящими к ним через слой окиси, задерживается число атомов цезия с малым ионизационным потенциалом в поверхностном слое уменьшается. Вызванная этим эффектом доля утомления исчезает после прекращения освещения, так как при отсутствии дальнейшей ионизации все наличные в поверхностном слое ионы нейтрализуются. С другой стороны, электрическое поле, возникающее в промежуточном слое между положительными ионами в поверхностной плёнке и отрицательно заряженной серебряной подкладкой, втягивает часть положительных ионов внутрь слоя. Положительный ион цезия, втянутый в промежуточный слой, рано или поздно нейтрализуется одним из электронов, двигающихся ему навстречу. Образовавшийся при этом нейтральный атом может вернуться в поверхностный слой лишь путём диффузии, что далеко не для всех атомов имеет место отсюда — необратимая доля утомления. [c.170] Придавая промежуточному слою соответствующую толщину и соответствующее строение и проводимость, можно значительно уменьшить или даже свести почти на-нет утомляемость сложного катода. Однако чувствительность такого неутомляющегося катода сравнительно невелика (ориентировочно 15 и А/люмен вместо 50. А/люмен), так как чувствительность тоже определяется толщиной и строением промежуточного слоя. [c.170] Вернуться к основной статье