Эффект Оже: испускание электрона при заполнении внутренней электронной оболочки атома. Важный физический процесс, особенно для легких элементов (Z<12).
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Эффект Аугера (/oʊ/'/ʒ//eɪ/; ˈ/o.ʒe/) или эффект Аугера-Майтнера – это физическое явление, при котором заполнение вакансии во внутренней электронной оболочке атома сопровождается испусканием электрона из того же атома. Когда электрон из внутренней оболочки удаляется, оставляя вакансию, электрон с более высокого энергетического уровня может перейти на эту вакансию, что приводит к высвобождению энергии. Для легких атомов (Z < 12) эта энергия чаще всего передается валентному электрону, который затем выбрасывается из атома. Этот второй испущенный электрон называется электроном Аугера. Для более тяжелых атомных ядер высвобождение энергии в форме испущенного фотона становится постепенно более вероятным.
Physical phenomenon
The Auger effect (/oʊ/'/ʒ//eɪ/; ˈ/o.ʒe/) or Auger−Meitner effect is a physical phenomenon in which the filling of an inner shell vacancy of an atom is accompanied by the emission of an electron from the same atom. When a core electron is removed, leaving a vacancy, an electron from a higher energy level may fall into the vacancy, resulting in a release of energy. For light atoms (Z<12), this energy is most often transferred to a valence electron which is subsequently ejected from the atom. This second ejected electron is called an Auger electron. For heavier atomic nuclei, the release of the energy in the form of an emitted photon becomes gradually more probable.
Влияние
При выбросе кинетическая энергия электрона Оже соответствует разнице между энергией начального электронного перехода, создавшего вакансию, и энергией ионизации электронной оболочки, из которой был выброшен электрон Оже. Эти энергетические уровни зависят от типа атома и химического окружения, в котором он находится. Аугер-электронная спектроскопия основана на испускании электронов Оже при бомбардировке образца рентгеновскими лучами или энергичными электронами и измерении интенсивности испущенных электронов Оже в зависимости от их энергии. Полученные спектры могут быть использованы для определения состава излучающих атомов и получения информации об их окружении. Рекомбинация Оже – это аналогичный эффект Оже, происходящий в полупроводниках. Электрон и дырка могут рекомбинировать, передавая свою энергию электрону в зоне проводимости и увеличивая его энергию. Обратный процесс известен как ионизация при столкновении. Эффект Оже может воздействовать на биологические молекулы, такие как ДНК. После ионизации атомов ДНК в K-оболочке происходит выброс электронов Оже, приводящий к повреждению ее сахарно-фосфатного остова.
Upon ejection, the kinetic energy of the Auger electron corresponds to the difference between the energy of the initial electronic transition into the vacancy and the ionization energy for the electron shell from which the Auger electron was ejected. These energy levels depend on the type of atom and the chemical environment in which the atom was located. Auger electron spectroscopy involves the emission of Auger electrons by bombarding a sample with either X rays or energetic electrons and measures the intensity of Auger electrons that result as a function of the Auger electron energy. The resulting spectra can be used to determine the identity of the emitting atoms and some information about their environment. Auger recombination is a similar Auger effect which occurs in semiconductors. An electron and electron hole (electron hole pair) can recombine giving up their energy to an electron in the conduction band, increasing its energy. The reverse effect is known as impact ionization. The Auger effect can impact biological molecules such as DNA. Following the K shell ionization of the component atoms of DNA, Auger electrons are ejected leading to damage of its sugar phosphate backbone.
Открытие
Процесс эмиссии Аугера был наблюдаем и опубликован в 1922 году Лизой Митнер, австрийской шведской физичкой, как побочный эффект в её конкурентном поиске ядерных бета-электронов совместно с британским физиком Чарльзом Драммондом Эллисом. Французский физик Пьер Виктор Оже независимо открыл его в 1923 году при анализе эксперимента с камерой Вильсона, и он стал центральной темой его диссертации. Для ионизации газовых частиц и наблюдения фотоэлектронов использовались рентгеновские лучи высокой энергии. Наблюдение электронных треков, не зависящих от частоты падающего фотона, указывало на механизм ионизации электронов, вызванный внутренним преобразованием энергии при безрадиационном переходе. Последующие исследования и теоретические работы с применением элементарной квантовой механики и расчётов скорости/вероятности перехода показали, что эффект является безрадиационным, а не эффектом внутреннего преобразования.
The Auger emission process was observed and published in 1922 by Lise Meitner, an Austrian Swedish physicist, as a side effect in her competitive search for the nuclear beta electrons with the British physicist Charles Drummond Ellis. The French physicist Pierre Victor Auger independently discovered it in 1923 upon analysis of a Wilson cloud chamber experiment and it became the central part of his PhD work. High energy X rays were applied to ionize gas particles and observe photoelectric electrons. The observation of electron tracks that were independent of the frequency of the incident photon suggested a mechanism for electron ionization that was caused from an internal conversion of energy from a radiationless transition. Further investigation, and theoretical work using elementary quantum mechanics and transition rate/transition probability calculations, showed that the effect was a radiationless effect more than an internal conversion effect.