Warum emittieren heiße Objekte lieber Photonen als Elektronen? Gibt es eine Elektron-Positron-Vernichtung?

Warum emittieren heiße Objekte lieber Photonen als Elektronen? Gibt es eine Elektron-Positron-Vernichtung? Wenn ja warum ? Ich bin verwirrt.

Antworten (2)

Die Energieniveaus in jedem Objekt sind quantisiert. Der Grundzustand eines Elektrons ist die niedrigste Energie. Von dort aus können Elektronen viele höhere Energieniveaus haben, wobei das höchste dasjenige ist, das es ihnen ermöglicht, der nuklearen Anziehung vollständig zu entkommen, dh emittiert zu werden.

Heiße Objekte können also Elektronen emittieren, aber die Wahrscheinlichkeit, dass ein einzelnes Elektron nur aufgrund der Erwärmung des Objekts so viel Energie hat, ist geringer als bei Elektronen, die ein paar Stufen nach oben gehen (aufgrund der Gewinnung von Wärmeenergie) und dann zurückspringen und Photonen emittieren. Sehr heiße Objekte können zu Plasma werden (Elektronen werden emittiert und es bleiben Ionen zurück). Es gibt natürlich andere Wege, um ein Plasma zu erreichen (z. B. dielektrische Durchschlagsentladung), die keine thermische Gleichgewichtsanregung sind. Aber das geht über den Rahmen dieser Frage hinaus.

Aber wenn die Materialien Elektronen in der äußeren Schale haben, sollten sie emittiert werden? Aber das ist kein Licht ?
@mick Licht ist elektromagnetische Strahlung, Photonen. Elektronen sind Teilchen, stabil, bis sie auf ein Positron treffen. Positronen, die in einem Elektron-Positron-Paar erzeugt werden sollen, benötigen Photonen mit großer Energie; diese Energien (MeV) existieren nicht in "heißen" Objekten.
@mick Genau genommen gibt es keine äußere Hülle. Es gibt zählbar unendliche Schalen, aber nach einem Punkt sind die Elektronen so weit vom Mutterkern entfernt, dass sie im Wesentlichen als emittiert betrachtet werden. Die Frage ist also, wie weit die Elektronen bei einer bestimmten Körpertemperatur gehen. Es ist auch wichtig, sich daran zu erinnern, dass ein heißer Körper nicht ein Molekül ist. Wenn Sie einen Festkörper mit vielen Molekülen haben, sehen Sie viele Elektronen mit vielen Energieniveaus (Bändern).
Fortsetzung... Es ist wahrscheinlicher, dass viele mit mäßiger Energie angeregt werden und zurückfallen und emittieren, und weniger werden große Energien gewinnen, um dem Material zu entkommen. Aber ja, die thermoelektrische Emission ist nicht Null, sie hat nur eine geringere Wahrscheinlichkeit.
Guter Punkt, es erfordert mehr Energie, um ein Elektron dazu zu bringen, das elektrische Potential des Kerns vollständig zu verlassen, verglichen mit der Anregung eines Elektrons auf „nur“ ein höheres Energieniveau, von wo es sich durch Emission eines Photons wieder auf das ursprüngliche Niveau „entspannen“ kann.

Elektronen werden emittiert, aber aufgeladen bilden sie nahe der Oberfläche eine Wolke und bewegen sich aufgrund der Anziehung zum positiv geladenen Rest nicht zu weit. Wenn Sie eine Metallplatte in der Nähe der Oberfläche platzieren, können Sie diese Elektronen sammeln und sogar einen Stromkreis herstellen. Dies ist als thermoelektrische Stromquelle bekannt.

Photonen sind neutral und werden nicht vom heißen Körper angezogen, also gehen sie weg.

Edit: Da sind keine Positronen, sondern positiv geladene Atomionen. In einem heißen Objekt finden Prozesse der Atomanregung/Ionisation und Rekombination statt. Der letztere Prozess erzeugt Photonen.