elektronenergin

Elektronenergien er energien til et elektron og omfatter flere former avhengig av konteksten. Den mest grunnleggende er kinetisk energi knyttet til elektronets bevegelse, samt potensiell energi i forhold til elektriske og magnetiske felt. I tillegg har elektroner restenergi i henhold til relativitetsteorien, og total energi kan beskrives som E = sqrt((pc)^2 + (m_ec^2)^2).

I atomfisikk er elektronenergier vanligvis kvantiserte. Elektroner befinner seg i tillatte energinivåer, og energien som kreves for å fjerne et elektron helt fra atomet kalles ioniseringsenergien. Overganger mellom nivåer resulterer i absorpsjon eller emisjon av fotoner, noe som gir karakteristiske spektra. For en enkel hydrogenligat gjelder at energinivåene ligger nære negative verdier, og ioniseringsenergien er den som kreves for å løse bindingen helt.

I faststoffer opptrer elektronenergier som bånd i stedet for individuelle nivåer. Valensbåndet og ledningsbåndet beskriver tillatte energier for elektroner i et stoff, og Fermienergien karakteriserer det høyeste nivået som er beboelig ved laveste temperatur. Jobb-funksjonen betegner energien som kreves for å fratre et elektron fra overflaten til vakuum.

Praktisk kontrolleres elektronenergien ofte med eksterne spenninger: E = qV gir kinetisk energi til akselererte elektroner. Fotoelektrisk effekt viser at maks kinetisk energi er KEmax = hν − φ, hvor φ er arbeidfunksjonen. Elektronenergien måles også i teknikker som fotoelektronisk spektroskopi og elektron energi-forskyvning (EELS).

Slik gir elektronenergien innsikt i atomets struktur, materialers egenskaper og funksjonene til elektronbaserte enheter.