전자와 에너지
전자의 상수
☞원자는 물질의 성질을 결정하는 최소단위
↳원자 안에서 음(-)전하를 지닌 전자는 양(+) 전하를 지닌 양성자에게 전기적으로 속박되어 있다.
☞분자는 원자들이 모여서 구성
↳분자들이 모여서 결정체나 물체구성
☞전자는 입자이면서 동시에 파동인 양면적 성질을 가진 것으로 알려짐
↳일정한 질량을 가진 입자의 성질과 함께 부피가 제한되지 않은 파동의 성질을 갖는 일종의
‘에너지 뭉치’ 형태로 나타남
☛ 전하량 : q = -1.6 x 10⁻¹⁹ C → (-)의 극성
☛ 질량 : m₀ = 9.1 x 10⁻³¹ kg → (+)의 극성
전자에너지의 상태
속박전자
- 원자핵에 의한 전기적 구심력과 전자궤도의 공전에 의한 원심력이 평형을 이루며 원자 안에 속박된 상태
전도전자
- 원자의 안쪽궤도에 속박되었던 전자가 외부에너지를 받아 전기전도 현상을 일으킬 수 있는 새로운 바깥쪽 궤도로 이동한 상태
자유 전자
- 열, 빛, 전기장 등에 의하여 외부로부터 충분한 에너지를 얻은 전자가 원지의속박으로부터 완전히 벗어난 상태
→ 공간을 자유롭게 이동
고체의 에너지 공간
고체 에너지 대역 - 반도체의 금지대
가전자
- 원지의 가장 바깥궤도를 회전하는 전자. 원자의 화학적 결합 값 결정
- 가전자들의 에너지 준위는 거의 같은 크기를 가짐.
- 가전자들의 에너지 준위는 겹겹이 쌓여 n하나의 에너지 대역을 이룸
- 안쪽궤도를 회전하는 전자들은 안쪽궤도를 중심으로 에너지 대역을 이룸
결정체 전체
☞ 허용대 : 충만대 - 전자가 가득 찬 허용대 → 속박전자
: 전도대 - 새로운 전자를 받아들일 수 있는 허용대 → 전도전자
☞ 금지대 : 전자가 존재할 수 없다.
전자의 방출 → 자유전자
열전자 | 외부의 열에너지에 의하여 방출 |
광전자 | 외부의 빛에너지에 의하여 방출 |
전기장전자 | 전기장에너지에 의하여 방출 |
2차 전자 | 가속된 전자가 원자와 충돌하여 2차적으로 방출 |
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