FÍSICA DE SEMICONDUCTORES Propiedades de las cargas eléctricas interactuando con un campo eléctrico UN Cristiam Camilo Bonilla Angarita -fsc04Cristiam- Clase del 28 de mayo 2015

Tema expuesto en la clase del 28 de mayo 2015 Esta guía le permite concebir lo veloces que son los electrones cuando se les aplica un campo eléctrico. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

Recorderis A un filamento de tungsteno, W, se le aplica un Voltaje y por la LEY DE OHM se origina una corriente. El filamento se calienta y esto lo explica la LEY DE JOULE Como resultado se emiten electrones, fenómeno conocido como EFECTO TERMIÓNICO y lo explica la LEY DE RICHARDSON Todo esto se hace en un ambiente de vacío de lo contrario el filamento se quemaría Luego se aplica un Voltaje positivo DC [2 y 10000] a una placa que atrae la nube de electrones. Estos pasan por una barrera con un pequeño agujero, un colimador. Así la nube de electrones se convierte en un haz de electrones a manera de un jet En su camino hacia la placa positiva los electrones disminuyen su energía potencial y aumentan la cinética

Recorderis Calcule la velocidad v (m/s) de un electrón cuando impacta la placa positiva con cada uno de los voltajes DC arriba mencionados. Considerar el PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA: E TOTAL = E POTENCIAL + E CINETICA = ½ m e v 2 = q e V PLACA Inmediátamente los electrones impactan la placa positiva por FRENADO BRUSCO pierden toda su energía cinética. NOTA: Aunque la velocidad alcanzada por el electrón es muy grande para nosotros, es muy pequeña comparada con la velocidad de la luz c.

Recorderis Calcule la velocidad v (m/s) de un electrón cuando impacta la placa positiva con cada uno de los voltajes DC de la tabla adjunta. VDC (input)V(m/s)% c ,8 0,28 % ,33 19,8%

Aplicación (producción de RX) Considerar el PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA: E TOTAL = E POTENCIAL + E CINETICA = ½ m e v 2 = q e V PLACA Inmediatamente los electrones impactan la placa positiva por FRENADO BRUSCO pierden toda su energía cinética Pero por el Principio de Conservación de la Energía esta no se pierde sino que se transforma así: 1. en un pequeño porcentaje se incrementa un poco la temperatura de la placa, es decir, se produce un poco de radiación térmica. 2. También a la placa le produce algún daño microscópico. 3. En un gran porcentaje se produce radiación electromagnética en el rango de los Rayos X E = h v = eV = h c / λ

Calcule la longitud de onda λ Conclusión: de esta manera se puede diseñar una estructura experimental que pueda producir cualquier λ deseada. Hablamos así de un espectro continuo. Pregunta: Qué pasa con la longitud de onda si se varía ligeramente el V PLACA ? Si se mantiene la frecuencia constante y se incrementa únicamente el voltaje, este a su vez también incrementara la velocidad y por consiguiente la longitud de onda aumentara proporcionalmente.