Quelltext der Seite Langmuir-Taylor-Detektor

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Ein '''Langmuir-Taylor-Detektor''' (nach [[Irving Langmuir]]<ref>{{cite journal|last=Langmuir|first=Irving|authorlink=Irving Langmuir| title=Thermionic Effects Caused by Vapours of Alkali Metals|journal=[[Proceedings of the Royal Society A]] |year=1925|volume=107|pages=61–79|doi=10.1098/rspa.1925.0005}}</ref> und [[John Bellamy Taylor]]<ref>{{cite journal|last=Taylor|first=John|title=The Reflection of Beams of the Alkali Metals from Crystals|journal=Physical Review|year=1930|volume=35|issue=4|pages=375–380|doi=10.1103/PhysRev.35.375}}</ref>) ist ein Gerät zur [[Teilchendetektor|Detektion]] von [[Elektrische Ladung|neutralen]] [[Atom]]en. Er kann daher zum Beispiel in einem [[Stern-Gerlach-Versuch]] oder beim Nachweis des [[Lamb-Shift]]s eingesetzt werden. Der zugrunde liegende [[Physik|physikalische]] Effekt wird auch '''Langmuir-Taylor-Effekt''' genannt. 

== Funktionsweise ==
Der Langmuir-Taylor-Detektor basiert auf dem [[Tunneleffekt]]. Dazu wird ein [[Draht]] aus einem [[Metall]] mit hoher [[Austrittsarbeit]] (z.&nbsp;B. [[Wolfram]]) erhitzt. Kommt diesem Draht ein Atom nahe, dessen [[Ionisierungsenergie]] kleiner ist als die Austrittsarbeit des Drahtmaterials, so kann ein Valenzelektron dieses vormals neutralen Atoms in das Material mit hoher Austrittsarbeit tunneln.<ref>{{Literatur | Autor=Ingolf V. Hertel, Claus-Peter Schulz | Titel=Atome, Moleküle und optische Physik 1 – Atomphysik und Grundlagen der Spektroskopie |  Verlag=Springer | Ort=Berlin/Heidelberg | Jahr=2008 | ISBN=978-3-540-30613-9 | Seiten=41}}</ref> Wenn der Draht nun heiß genug ist, werden die positiven Ionen anschließend wieder vom Draht [[Thermisches Verdampfen|verdampft]] und können mit einer Beschleunigungsspannung abgesaugt werden. Der so entstehende Ionen-Strom ist proportional zur Anzahl der einfallenden neutralen Atome. Bei Alkali-Atomen können sogar so gut wie alle eintreffenden Atome ionisiert werden.

Prinzipiell ist auch ein Elektronenaustauch in Richtung des eintreffenden Atoms möglich (abhängig von der [[Elektronenaffinität]]), sodass negative Ionen entstehen. Der Anteil der ionisierten Teilchen hängt in beiden Fällen exponentiell vom Verhältnis der [[Thermische Energie|thermischen Energie]] <math>k_\mathrm{B}T</math> (mit der [[Boltzmann-Konstante]] <math>k_\mathrm{B}</math> und der [[Absolute Temperatur|thermodynamischen Temperatur]] <math>T</math>) zur Energiedifferenz (Austrittsarbeit vs. [[Ionisierungsenergie]]) der beiden Materialien ab. Außerdem sind Effekte wie eine mögliche Oxidation der Drahtoberfläche zu berücksichtigen.<ref>{{Literatur | Autor=Hans Pauly | Titel=Atom, Molecule and Cluster Beams I – Basic Theory, Production and Detection of Thermal Energy Beams | Verlag=Springer | Ort=Berlin/Heidelberg | Jahr=2000 | ISBN=9783642086236 | Seiten=225ff}}</ref>

== Einzelnachweise ==
<references/>

[[Kategorie:Atomphysik]]
[[Kategorie:Detektor]]

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