仕事関数ってなに?
仕事関数の高いものは正孔注入に使われ、低いものは電子注入に使われるか・・・
どうやら、テストに出るらしくって、一生懸命探したんですけど、わからなかったんです。
これを出せば、単位が出るので、誰か本気でお願いします!

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A 回答 (3件)

仕事関数とは、固体の表面から1個の電子を、真空準位(固体中の電子などと相互作用しないぐらい:実際には格子間隔に比べてかなり遠いけど、固体の大きさに比べればかなり近い距離です)まで取り出すのに必要なエネルギーをさします。


よく使われる記号はΦで単位はeV[エレクトロンボルト]です。

仕事関数というものは、表面の電子放出過程(光電子放出など)や化学的活性を支配するのにとても重要な量であり、表面の状態にかなり敏感なので表面の汚れや欠陥といったものによってもかなり影響を受けます。

またSTM(走査型トンネル顕微鏡)などや電子銃のTipに用いられている金属など(Au、Pt、W、LaB6)は仕事関数というものがとても重要なものとなります。例えばW(タングステン)はよく電子銃のフィラメントとして用いられていますが、面方位の違いによっても仕事関数が変化しています。W(110)、(100)、(111)でそれぞれ5.25、4.63、4.47eVです。

仕事関数の測定には、直接的に仕事関数Φを測定する方法と仕事関数の差を求めて間接的に求める方法があります。直接法の代表的なものとして光電子法(いわゆる光電子効果を利用したもの)があり、間接法にはケルビン法(2種の導体の接触電位差から仕事関数を求める)などがあります。
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「仕事関数」は、ある物質(普通は金属を指す)が電子を放出するために


必要な最小のエネルギーのことを言います。

これが大きい物質は、電子が出にくい、つまり、電子が余っていない、と
いうことになります。小さいものは、電子が余っているということです。

WEB の検索エンジンで山のように引っかかりますぜ。参考URLには google で
探してみた場合です。

参考URL:http://www.google.com/search?num=100&hl=ja&safe= …
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高校の光電効果のところで出てくると思うのですが。



仕事関数とは、「化学辞典」(東京化学同人)にこうあります。
「固体から真空中に電子を取出すのに要する最小限の仕事の大きさ。」

光電効果の場合、これは光子一個のエネルギーつまり光の波長に関係しており、
仕事関数よりも大きなエネルギーをもった波長の光でないと光電効果が起きない、
ってことを意味しています。

関数という名前がついていますが、要は物質固有の数値なので、名前に混乱してしまっているのではないでしょうか?
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となって、動径波動関数の絶対値の二乗 |R(r)|^2 に比例します。動径波動関数がある位置で負の値を取っても、その位置で電子を見出す確率は正の値になるので、動径波動関数が正負の値を取っても問題ないです。

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さて,エントロピー...ですが,
熱力学の講義を一学期間(半年)やるのに等しいようなことになってしまいます.

仕事 W と熱量 Q は状態量ではないことはご存知でしょうか.
微小仕事や微小熱量は状態量の微分ではないので,
d'W,d'Q (あるいは δW,δQ) と普通書きます.
でも,不思議なことに,d'Q/T は状態量の微分になっていて(ただし,準静的過程)
これを dS と書いています.

もっとくだいて言えば,温度 T で熱が ΔQ だけ出入りしたら
ΔQ/T だけエントロピーという熱力学的状態量が変化します.
逆にエントロピーの移動は必ず熱に付随します.

カルノー効率の話はご存知でしょうか.

  ┌──────┐
  │高温熱源T1│ 
  └──────┘
     │  |
  ΔS2│  | Q1
     ∨  ∨
  ┌──────┐
  │熱 |  |│
  │機 |  |――> W
  │関 |  |│
  └──────┘
     │  |
  ΔS2│  | Q2
     ∨  ∨
  ┌──────┐
  │低温熱源T2│ 
  └──────┘

左側はエントロピーの流れ,右側は熱と仕事の流れです.
ΔS1 = Q1/T1,ΔS2 = Q2/T2
熱機関はサイクルを一周したときに状態が変わってはいけませんから
もらったエントロピーはすべて吐き出さないといけません.
したがって
(1)  Q1/T1 = Q2/T2
また,エネルギーの収支から
(2)  Q1 = Q2 + W
で,(1)(2)から直ちに
(3)  W/Q1 = (T1-T2)/T1
というカルノー効率の式が得られます.

エンタルピーは,微分関係式が
(4)  dH = d'Q + V dp
ですから,例えば p 一定のときには H の変化そのものが熱の出入りになります.
そういうわけで,固体が融けるときの潜熱とエンタルピーが関係しています.
他には,ジュール・トムソン膨張のときにもエンタルピーが出てきます.
ここらへんは熱力学のテキストをみてもらうより仕方がないでしょう.

後半は前半と全く無関係な上に,数学のカテゴリーでしょう.
後半部は数学カテゴリーで別質問とされるようにおすすめします.

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Aベストアンサー

うーん、率直に申しましてとてもわかりにくい質問文だと思います。とりあえず1回目読んだときにわかりにくいと感じた点を挙げます。

>>原水をビーカー(500ml)6個に500mlずつ~
→「原水」って何?

>>各ビーカーにおいて、2.5、7.5、10、30、100、150mg/lのように段階的濃度になるように必要な硫酸アルミニウム溶液を試験管に分取したい~
→「濃度」はビーカー内の濃度or試験管内の濃度?

>>注入量を計算するとき、加える硫酸アルミニウム液量による補正はしなくても良いという条件があります。
→条件??

何度か繰り返し読んでみると類推はできましたが、現在のままの質問文だと回答はつきにくいんじゃないですかね。質問文を読み返して文章を再構成されることをお薦めします。


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