物質の表面電位について

質問

物質の表面の電位を計測するのに表面電位計を用います。ケルビン法という測定原理があるらしいのですが良く分かりません。また、物質と例えば金との接触電位差を用いるのに接触電位差測定を用いるということなのですが、そこでもケルビン法という測定原理を用いるそうです。まず、ケルビン法というその測定原理がわかりません。そして、同じ原理でなぜ異なる物理量を計測できるのか教えていただきたいです。よろしくお願いいたします。

回答No.2

zaki_shin · ベストアンサー

＞フェルミ準位を基準にすれば電位です。多分。
正直言って、↑の発言には自信がないのですが、これを真とすると、仕事関数＝表面電位ですね。（本当か？）
接触前後で、測定対象物の仕事関数は、変わらないので、どちらのフェルミ準位を基準でも良いのではないかと思います。

ただし、接触電位差と表面電位の違いは、基準が違うだけで同じ物理量を測っているのは間違いないです。
フェルミ準位が基準というのは、嘘であったとしても、少なくとも基準電極の表面電位は既知であるはずなので、接触電位差がわかれば、測定対象の表面電位も分かりますよね。

蛇足ですが、電位と電位差の違いは、山の頂上まで海抜何mあるかというのが、電位とするば、山の中腹から頂上まで何mあるかというのが電位差です。
どちらも同じ単位、つまり同じ物理量ということは分かって頂けると思います。

ここで、海面の電位がフェルミ準位かどうかは自信なしなので、専門家の方、いらっしゃいましたら助力願います。

お礼

ご返事大変遅くなりました。同じ物理量を測っていることがよく分かりました。このあたりを始めて勉強し始めているところで、大変役に立つご発言ばかりでした。自分でも、少し調べていきたいと思います。有難う御座いました。

回答No.1

zaki_shin

ケルビン法：
2つの物質を接触させると、フェルミ準位を一致させようとするので、仕事関数に差があると、その差が接触電位差となります。仕事関数は、表面電位から、フェルミ準位までのエネルギー差なので、片方の物質の仕事関数が分かっていれば、接触電位差から、もう一方の表面電位が分かります。

電位差と電位の違いは、単に基準電位の違いかと思います。仕事関数差としてみた場合には、電位差ですが、フェルミ準位を基準にすれば電位です。多分。

補足

御回答有難う御座います。最後におっしゃられた「接触電位差と電位の違い」について少し質問させて下さい。
>フェルミ準位を基準にすれば電位です。多分。
とありますが、このフェルミ準位は基準電極と測定する物質とが初めに言われたフェルミ準位を一致させようとした結果生じるフェルミ準位でしょうか？それとも単に基準電極または、測定する物質のフェルミ準位を指すものなのでしょうか？予想で結構ですのでもう一度お答え頂けたら大変ありがたいです。宜しくお願い致します。