Файл: Евдокимов, В. Д. Экзоэлектронная эмиссия при трении.pdf

1 -

обойма с

сеткой; 2

- образец;

3 - лампа

ПРК-4; 4 -

свето­

фильтр

УФС-1

через

латунную

сетку-анод

попадает на

образец,

закрепленный

в обой­

измерений

можно свести к 15-30

сек,

что позволяет

определить, более

ранние стадии

окисления, чем в случае поляризационных измерений,

где время

подготовки до первого отсчета составляет

1-3

мин.

На рис.

53

показаны кривые

роста

окисного

слоя

на

'Al, снятые

оптическим

поляризационным методом

(3 мин.

до первого отсчета) и

важным является

правильный подбор длины волны источника

света.

Квантовый выход

фотоэффекта прямо пропорционален

величине

( h v -

h v Q ) 2

где hv 0

- энергия

кванта, соответствующая

порогу

фотоэффекта.

Если

использовать подсветку с энергией квантов

h\>,

близкой к поро­

говому

значению, то

изменения величины работы выхода <р

металла

ров: от поглощения электронов в окисле и от

непостоянства

порогового

значения hv0 »<p.

Простая зависимость

(7.2)

будет нарушена, и р а с ­

чет

толщины

окисла

L

по убыванию

фототока очень осложнится.

Чем

больше

величина

hv

по сравнению

с

hvQ ,

тем меньше

влияют

минии

за первые

24

часа окисления ф

меняется

от 3,65 до 3,72

эв

[306J.

При точности

измерений 5Я0% достаточно взять (hv --hvQ ) £

1,5эв,

тогда

изменения

hvQ

за первые 8 часов окисления практически не

повлияют на величину фототока. По спектральным

характеристикам

фотоэффекта установлено, что для обеспечения максимальной точности

измерений удобнее выбрать hv = 4,5ч5

эв.

Величина

L n зависит

от средней энергии фотоэлектронов, и, значит,

от энергии

квантов hv.

Поэтому для измерения толщины окисла луч­

при облучении светом сложного

спектрального состава

(лампа

ПРК-4

с фильтром УФ.С1) соотношение

(7.2) также достаточно

строго

выпол­

няется.

Тронстадом

[309], основан на том, что луч поляризованного

света,

отраженный

от

металлической

поверхности, изменяет поляризацию в

зависимости от

угла падения,

оптических

свойств металла,

наличия

на поверхности

окисной пленки, а также

от свойств окружающей с р е ­

той металлической

поверхности и поверхности, покрытой

окислом, мож­

но узнать толщину

окисной пленки.

В настоящее время оптический поляризационный метод

получил

конец электрического

вектора отраженной

волны в течение периода к о ­

лебаний описывает в

пространстве эллипс,

т.е. свет становится эллипти­

исходит отражение. Параметры эллиптической поляризации чистой

м е ­

таллической

поверхности

2^ЙД и поверхности, покрытой

охисной

пленкой

2щ Д можно

определить

экспериментально. Подставляя

эти значения

в формулы, приведенные

ниже, можно вычислить толщину окисной

плен­

ки и ее показатель преломления

д _ l u

^ Q S T s i n 2 9 ( c o s 3

g>- a)

_ 1-х2

_

2x

" Л

( c o s 2 9 - a ) + a2

;

a " n 2 ( ] + X J ) 2 ;

* ' " n * ( 1 + x y '

Здесь

L

-

толщина

окисной

пленки

на

металле;

п ^ - показатель пре ­

ломления

пленки;

X

-

длина

волны

падающего

монохроматического

света;

гі -

показатель

преломления

металла; х _ коэффициент погло­

щения

металла;

Д и

2 у -

параметры

эллипса

для чистой

металличес­

кой поверхности;

Д

и 2 ^ - аналогичные параметры

при наличии

окис­

ной

пленки,

9

- угол

падения

луча на поверхность металла.

_

Оптические

постоянные

металла

п

и х

выражаются

через

А и

2ф

следующим

образом:

sin

ф tgqicos 2ф

.

—

„ _

п

=

1 + c o s S

зіп2ф

;

х =

S l

n Л

1 « 2

^

Для

определения параметров

эллиптической

поляризации

отраженного

П о л я р и з а т о р - для получения плоско-поляризованного

света .

Ори­

ентация поляризатора определяет угол наклона плоскости колебаний

па ­

дающего линейно—поляризованного света к плоскости падения

іу и ха ­

ровке

оси пластинки

устанавпиваются под углом 45

к плоскости па ­

дения,

что значительно

упрощает вычисления. А н а л и з а т о р

необходим

для измерения угла

Ѳ,

определяющего положение

плоскости

поляри­

компенсатора

под углом 45 2Ѳ =

Д. При юстировке

нулевое

положение

анализатора

іА0 устанавливается

перпендикулярно

плоскости

падения.

Рис.

54. Схема поляризационного гониометра

1

- осветитель ОИ-17; 2 - светофильтр;

3 - щель; 4 - коллима­

лимбом;

10

-

конденсор;

11 -

деполяризатор

- кварцевая матовая

пластинка;

12

-

ФЭУ; 13 -

блок

питания ФЭУ;

14 -

усилитель; 15 -

осциллограф;

16

- милливольтметр

Здесь Р

и

А

-

показания

на лимбах поляризатора

и анализатора

Контроль

за полным гашением света

можно вести

как визуально,так

и с помощью

фотоэлектронной приставки.

Визуальный

контроль требу­

полируется сначала

на наждачной

бумаге, а

затем на

оптическом

с т е к ­

ле с

помощью паст

ГОИ. В

конце

шлифовки

для обезжиривания

поверх­

ности

обязательна

промывка

горячей водой,

а потом

ацетоном

или

эти ­

этом повысить точность измерений вдвое. При

обработке металлической

поверхности

можно ограничиться шлифовкой без

паст ГОИ. Тогда

некон­

тролируемое

окисление

продолжается

всего 1-2 мин. Схема эксперимен­

тальной установки для

исследования

эллиптически

поляризованного

с в е ­

та — поляризационный

гониометр -

показана на

рис. 54.

рассеяния приблизительно пропорционален Vz"1 ,

где

z - атомный н о ­

мер элемента [313-315]. Если мишенью является химическое

соедине­

ние, то берется средний атомный номер

z.

Для

вещества с

хими­

ческой формулой Ап В П 1 средний атомный

номер определяется

как z =