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Interazione radiazione materia

Corso di Rivelatori per lo spazio – Lezione 5. Interazione radiazione materia. Dr. Emanuele Pace Maggio 2008. Il fotone. Effetto fotoelettrico. Le caratteristiche sperimentali dell’effetto fotoelettrico sono in contraddizione con le predizioni della Fisica Classica. Effetto fotoelettrico.

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Presentation Transcript

  1. Corso di Rivelatori per lo spazio – Lezione 5 Interazione radiazione materia Dr. Emanuele Pace Maggio 2008

  2. Il fotone E. Pace -Rivelatori per lo spazio

  3. Effetto fotoelettrico Le caratteristiche sperimentali dell’effetto fotoelettrico sono in contraddizione con le predizioni della Fisica Classica. E. Pace -Rivelatori per lo spazio

  4. Effetto fotoelettrico E1 = hn1 E2 = hn2 E3 = hn3 hn1 < W hn1 ~ W hn1 > W hn Ecin = - W W ~ hn1 E. Pace -Rivelatori per lo spazio

  5. La luce interagisce con la materia E. Pace -Rivelatori per lo spazio

  6. E. Pace -Rivelatori per lo spazio

  7. Modello del fotone • La propagazione della luce attraverso lo spazio può essere descritta in termini di moto di onde. • L’emissione e l’assorbimento di luce nei materiali non è spiegabile su questa base • Ci sono alcuni fenomeni che non sono spiegabili in alcun modo sulla base della teoria ondulatoria della luce: • Emissione di luce da gas e solidi • Radiazione di corpo nero • L’effetto fotoelettrico • Occorre invocare un’idea di luce che viene emessa in quantidi energia • Una distribuzione non continua di energia. • Gli impulsi di luce sono chiamati fotoni • La quantità di energia trasportata da un fotone è proporzionale alla frequenza della radiazione E. Pace -Rivelatori per lo spazio

  8. Fotomoltiplicatore E. Pace -Rivelatori per lo spazio

  9. Intensificatore d’immagini E. Pace -Rivelatori per lo spazio

  10. Intensificatore di immagini E. Pace -Rivelatori per lo spazio

  11. Transizioni elettroniche BANDA DI CONDUZIONE Eg = BANDA PROIBITA Eg= 0 eV Eg~ 1 eV Eg= 5 eV BANDA DI VALENZA E. Pace -Rivelatori per lo spazio

  12. Banda proibita E. Pace -Rivelatori per lo spazio

  13. Drogaggio E. Pace -Rivelatori per lo spazio

  14. Transizioni elettroniche BANDA DI CONDUZIONE Livello donore Livello accettore BANDA DI VALENZA E. Pace -Rivelatori per lo spazio

  15. Effetto fotovoltaico E. Pace -Rivelatori per lo spazio

  16. Effetto fotovoltaico E. Pace -Rivelatori per lo spazio

  17. Caratteristica I-V E. Pace -Rivelatori per lo spazio

  18. Fotoconduttori E. Pace -Rivelatori per lo spazio

  19. Fotoconduttori a diamante E. Pace -Rivelatori per lo spazio

  20. Fotoconduttore E. Pace -Rivelatori per lo spazio

  21. Fotoconduzione Footcandle = 10.76391 lux, illuminanza di 1 candela ad 1 piede di distanza dalla sorgente E. Pace -Rivelatori per lo spazio

  22. Dispositivi E. Pace -Rivelatori per lo spazio

  23. Termistori L’espressione per la conducibilità stimolata termicamente è: σ = σxe(-Ea/kT) dove σ è la conducibilità a temperatura infinita, Ea è l’energia di attivazione, k è la costante di Boltzmann e T la temperatura assoluta. Esempio: bolometro E. Pace -Rivelatori per lo spazio

  24. Bolometro E. Pace -Rivelatori per lo spazio

  25. Termistori E. Pace -Rivelatori per lo spazio

  26. Piroelettricità • La piroelettricità è la variazione di carica elettrica sulla superficie di un cristallo polarizzato quando questo è riscaldato • Una crescita di temperatura corrisponde ad un aumento della tensione in uscita. + + + + E. Pace -Rivelatori per lo spazio

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