光電教室

        所有物質都是由原子所構成，而每個原子內有電子，質子和中子;一般熟知原子為保有元素特性的最小粒子，就自然界已知的109個元素而言，每個元素的原子均互不相同，也就是每一元素各有獨特的原子結構。根據古典的波耳原子模型，原子為行星狀的結構，原子中心的原子核，由外圍運轉的電子繞著一定的軌域所包圍，如圖1所示。而原子核則由帶正電荷的質子及不帶電的中子所組成，電子則為帶負電荷的基本粒子。

        每一元素的原子有一定的電子數及質子數，因此電子與質子的個數隨著不同元素而變化。例如:氫原子為最簡單的原子，只有一個質子和一個電子。

原子序(AtomicNumber)
        在化學元素週期表中，所有元素皆根據他們的原子序依次排列，而原子序等於原子的質子數，也等於元素在平衡狀態(或稱為穩態、常態)下的電子數。例如氫元素的原子序為1;氦元素原子序為2。在穩態或常態下，任一元素的原子模型有相等數目的質子數與電子數，因此正電荷與負電荷互相抵消，故原子內淨電荷為0。

電子能階與軌域(Electron Shells and Orbits)
        就波耳原子模型而言，原子核外有一層層的能量軌域，每層軌域有一定數目的電子和依照距離成階梯狀變化的能量，因此各層內電子所具有的能量不同，愈接近原子核的電子能量愈低，反之愈遠的電子能量愈高。能階(EnergyLevels)每個原子核外的能量軌域又稱為能階層，各
個能階層都可以看成一種殼狀空間。每個能階層所能容納的電子數目有限，電子在同一能階層內的能量差遠小於不同能階層間的能量差，這些能階層以K、L、M、N等表示，而以K為最接近原子核的能階層。

價電子(ValenceElectrons)
        原子核外距離愈遠的電子所受的束縛力愈小，其原因是原子核內質子的正電荷與電子的負電荷之間的吸引力與距離成反比。由於原子最外層的電子的能階較高且受束縛力小，這類電子促成了化學反應，也構成材料內的價鍵，原子的價電子即為其最外層能階軌域上的電子。

離子化(Ionizat;on)
        當原子由熱源或光源吸收能量後，電子的能階即可能被提升，當電子獲得能量後便由內層往外層移離原子核;而價電子的能階本來即較高於內層的電子，因此若吸收了外界的能量後，它們很容易就跳至更高能階的軌域內。若價電子所吸收的能量夠大的話，它們可能完全由外層軌域移出，並脫出原子核的束縛。價電子的離開，使原來電中性的原子多出了正電荷(質子多於電子)。這種失去價電子的過程稱為游離作用，游離的電子就稱為「自由電子」，其結果會使原子變成帶正電的陽離子。舉例來說，氫的化學元素符號為H，當它失去其價電子而變成陽離子時，以H+來表示。當自由電子掉進中性氫原子的外層軌域時，則該原子變成帶負電荷
的陰離子(電子多於質子)，以符號H¯表之。

參考資料:electronic device,THOMAS.L FLOYD