Aplicações Tecnológicas da Emissão Eletrônica de Átomos
As aplicações tecnológicas da emissão eletrônica de átomos ocorrem levando em conta os fenômenos que provocam a ejeção de um ou mais elétrons fora de um átomo. Ou seja, para um elétron deixar o orbital no qual ele está estável ao redor do núcleo do átomo, é necessário um mecanismo externo para alcançá-lo.
Para um elétron se separar do átomo ao qual ele 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 altamente energéticos.
A aplicação de campos elétricos que possuem uma força muito maior que a relacionada aos raios, e ainda o uso de lasers de grande intensidade e com um brilho maior que a superfície solar são capazes de atingir esse efeito removedor de elétrons.
Principais aplicações tecnológicas da emissão eletrônica de átomos
Existem vários mecanismos para conseguir a emissão eletrônica de átomos, que dependem de alguns fatores, como o local onde os elétrons são emitidos e o modo 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 por transferência de sua energia cinética, pela aplicação de aquecimento ou pela absorção de partículas de luz conhecidas como fótons.
Por outro lado, quando se deseja atingir a emissão abaixo da barreira, ela deve ter a espessura necessária para que os elétrons possam "passar" através de um fenômeno chamado efeito de túnel.
Nesta ordem de idéias, abaixo estão os mecanismos para alcançar as emissões eletrônicas, cada uma das quais é seguida por uma lista com 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 incluem:
- A produção de fontes de elétrons que possuem certo brilho para desenvolver microscópios eletrônicos de alta resolução.
- O progresso dos 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 melhoria de materiais de pequenas dimensões, como os nanomateriais.
Emissão térmica de elétrons
A emissão térmica de elétrons, também conhecida como emissão termiônica, baseia-se no aquecimento da superfície do corpo a ser estudado para causar emissão eletrônica através de sua energia térmica. Tem muitas aplicações:
- A produção de transistores a vácuo de alta freqüência, que são utilizados no campo da eletrônica.
- A criação de armas que ejetam elétrons, para uso em instrumentação de classe científica.
- A formação de materiais semicondutores que possuem maior resistência à corrosão e melhoria de 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 de elétrons secundários
A fotoemissão de elétrons é uma técnica baseada no efeito fotoelétrico, descoberto por Einstein, no qual a superfície do material é irradiada com uma radiação de certa freqüência, para transmitir aos elétrons energia suficiente para expulsá-los da dita 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 passam energia para os elétrons do tipo secundário, para que possam ser destacados do superfície
Estes princípios foram utilizados em muitos estudos que alcançaram, entre outras coisas, o seguinte:
- A construção de fotomultiplicadores, que são utilizados em microscopia de fluorescência, varredura a laser e como detectores de baixos níveis de radiação luminosa.
- A produção de dispositivos sensores de imagem, através da transformação de imagens ópticas em sinais eletrônicos.
- A criação do eletroscópio de ouro, que é usado na ilustração do efeito fotoelétrico.
- A invenção e aperfeiçoamento 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 eletrônica em escala nanométrica.
- A produção de hidrogênio através da separação de água, usando foto-anodos e foto-catodos da luz solar.
- A geração de eletrodos que possuem 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 microorganismos de peças de grande valor artístico para sua proteção através da aplicação de raios gama em sua conservação e restauração.
- Produção de fontes de energia para satélites de potência e navios destinados ao espaço exterior.
- A criação de sistemas de proteção para pesquisa e sistemas baseados no uso da energia nuclear.
- A detecção de falhas ou imperfeições em materiais no campo industrial através do uso de raios-X.
