12、电子能级及其表示 我们知道物质是由原子、分子组成的,而原 子又是由原子核和围绕原子核作轨道运动的 电子组成的。电子的其轨道中运动的能量是 1 Electron 不连续的、量子化的。电子在原子中的状 态常用量子数来进行描述 m 主量子数n=1,2,3,4,……亦可用字母符号 K-She11 K,L,M,N等表示,以标记原子的主壳层, NUcleus 它是能量的主要因素。角量子数l=0,1,2, 1 Protons 3,…,(n-1),通常用s;p,d∫等符号表示,它 The Bohr Picture of the Sodium(Na 11)Atom 决定能量的次要因素。总角量子数j 1/±s,s为电子自旋量子数,s=1/2。一个 电子所处原子中的能级可以用n,Lj三个 量子数来标记(n)。如2p3/2,3d5/2 电子能谱测量的是材料表面出射的电子能量, 所以必需要有一些规范来描述所涉及到的每 个轨道跃迁电子。XPS中所用的符号表示 与AES中的不同,XPS用所谓的光谱学符号标 ThermoVG Scientific 记,而AES中俄歌电子则用X射线符号标记 中国苧孜术大存 University ofscience and Technolegy or cbina
1.2、电子能级及其表示 我们知道物质是由原子、分子组成的，而原 子又是由原子核和围绕原子核作轨道运动的 电子组成的。电子的其轨道中运动的能量是 不连续的、量子化的。 电子在原子中的状 态常用量子数来进行描述。 主量子数 n =1,2,3,4, …… 亦可用字母符号 K, L, M, N等表示，以标记原子的主壳层， 它是能量的主要因素。角量子数 l =0, 1, 2, 3, …,(n-1)，通常用 s,p,d,f 等符号表示，它 决定能量的次要因素。总角量子数 j， j=|l±s|，s为电子自旋量子数，s=1/2。一个 电子所处原子中的能级可以用 n, l, j 三个 量子数来标记(nlj)。如2p3/2, 3d5/2 电子能谱测量的是材料表面出射的电子能量， 所以必需要有一些规范来描述所涉及到的每 一个轨道跃迁电子。XPS中所用的符号表示 与AES中的不同，XPS用所谓的光谱学符号标 记，而AES中俄歇电子则用X射线符号标记
表21:量子数、光谱学符号和X射线符号间的关系 量子数 电子能级 X射线符号光谱学符号 4m72-○ DOOOO-N7 465/2 -000000- n6 0 Is 4d5/2 N 0 l/2 OO○O N4 4p3/2 4pl/2 ○○ N2 P32 N1 1/2 3s HOOOOOO--M5 3d3/2 M4 3/2 3/2 3 OOO○ M3 3/2 2 ○○ 3sl/2 MI 0 l/2 2p32— HOOL3 1/2 H 2sl/2 N 4d3 2 Is1/2 K 5/2 电子能级符号 X射线能级符号 4 各状态电子数和相应的能级符号 5 1/2 O 中囤收术大
表2-1：量子数、光谱学符号和X射线符号间的关系 量 子 数 电 子 能 级 n l j X射线符号 光谱学符号 1 0 1/2 K 1s1/2 2 0 1/2 L1 2s1/2 1 1/2 L2 2p1/2 3/2 L3 2p3/2 3 0 1/2 M1 3s1/2 1 1/2 M2 3p1/2 3/2 M3 3p3/2 2 3/2 M4 3d3/2 5/2 M5 3d5/2 4 0 1/2 N1 4s1/2 1 1/2 N2 4p1/2 3/2 N3 4p3/2 2 3/2 N4 4d3/2 5/2 N5 4d5/2 3 5/2 N6 4f5/2 7/2 N7 4f7/2 5 0 1/2 O1 5s1/2 4f7/2 4f5/2 4d5/2 4d3/2 4p3/2 4p1/2 4s1/2 3d5/2 3d3/2 3p3/2 3p1/2 3s1/2 2p3/2 2p1/2 2s1/2 1s1/2 K L M N L L M M M M N N N N N N 1 1 1 2 2 2 3 3 3 4 4 5 5 6 7 电子能级符号 X射线能级符号 各状态电子数和相应的能级符号
13、光电效应 131光电离过程一光电效应: 1887年赫芝( Heinrich rudolf hertz)首先发现了 °。 光电效应,1905年爱因斯坦( Albert einstein)应 用普朗克的能量量子化概念正确解释了此一现 象,给出了这一过程的能量关系方程描述。由 此贡献爱因斯坦获得了1921年的诺贝尔物理奖 直接电离是个一步过程。 A hy A++e(分立能量) 光电离有别于光吸收或发射的共振跃迁。超过 Ⅹ光与物质的相互作用 电离的阈值能量的光子能够引起电离过程,过 量的能量将传给电子,以动能的形式出现。 虽然光电离过程也是一个电子跃迁过程,但它 有别于一般电子的吸收和发射过程,它不需遵 守一定的选择定则,任何轨道上的电子都可以 被电离。 中国苧孜术大存 University ofscience and Technolegy or cbina
1.3、光电效应 1.3.1 光电离过程⎯光电效应: 1887年赫芝(Heinrich Rudolf Hertz)首先发现了 光电效应，1905年爱因斯坦(Albert Einstein)应 用普朗克的能量量子化概念正确解释了此一现 象，给出了这一过程的能量关系方程描述。由 此贡献爱因斯坦获得了1921年的诺贝尔物理奖。 直接电离是个一步过程。 A + h ⎯→ A +* + e − (分立能量) 光电离有别于光吸收或发射的共振跃迁。超过 电离的阈值能量的光子能够引起电离过程，过 量的能量将传给电子，以动能的形式出现。 虽然光电离过程也是一个电子跃迁过程，但它 有别于一般电子的吸收和发射过程，它不需遵 守一定的选择定则，任何轨道上的电子都可以 被电离。 X光与物质的相互作用