Efecto fotoeléctrico sin rayos de luz.

El fotón es la partícula que lleva la fuerza electromagnética, es decir, las cargas ejercen una fuerza entre sí mediante el intercambio de fotones virtuales.

En su ejemplo de un condensador, una placa tiene una carga positiva y la otra tiene una carga negativa, y las dos placas intercambian continuamente fotones virtuales, lo que provoca la fuerza de atracción entre las dos placas. Su átomo entre las placas puede interactuar con los fotones virtuales y, de hecho, si aumenta la intensidad del campo, llegará un punto en el que el átomo se ioniza. El electrón volará hacia la placa positiva y el ion con carga positiva lo hará hacia la placa con carga negativa.

Pero si esto es realmente análogo al efecto fotoeléctrico, no estoy seguro. En su condensador, los fotones son virtuales y no puede simplemente afirmar que un fotón virtual golpea el átomo y lo ioniza como un fotón real que golpea una superficie metálica. Ojalá alguien que sepa más que yo sobre electrodinámica cuántica pueda comentar.

Si lo que desea es ionizar un átomo con un campo constante, eso es sin duda posible en principio y funciona de la misma manera que lo hace la ionización en un campo IR intenso, a través de la ionización de túnel.

La forma en que esto funciona es que el campo constante agrega un potencial lineal$V=eE_0 x$a la atracción atómica de Coulomb, lo que significa que en alguna escala el potencial parece$1/r-x$. Por muy profundo que sea el estado fundamental atómico, se enfrenta a una barrera antes de que exista una región clásicamente permitida con la misma energía. Por lo tanto, hará un túnel con una tasa distinta de cero.

Para campos láser a frecuencias mucho más lentas que cualquier resonancia, los campos aparecen congelados y, por lo tanto, se ionizan utilizando precisamente este mecanismo. Desafortunadamente, para obtener resultados medibles, es necesario que la barrera sea lo suficientemente baja, y eso significa producir campos eléctricos de la magnitud de los campos atómicos, es decir, (electrones) voltios por armstong, o$\sim10^{10}\textrm{V m}^{-1}$, que está muy lejos de todo lo que puedes hacer con DC. Sin embargo, con pulsos de láser ultracortos, puede comprimir un mJ completo o incluso más en un solo pulso de pocos ciclos en frecuencias IR, y eso puede hacer que los campos sean lo suficientemente fuertes incluso para la ionización sobre la barrera.

El artículo de Wikipedia sobre la ionización de túnel es un poco corto, ¡pero tiene algunos resultados de DC!

Los bosones de fotones del campo electromagnético no tienen suficiente energía para eliminar electrones. Entonces, el efecto fotoeléctrico no es posible solo con el campo electromagnético.

Detalle:
En el proceso de fotoemisión, si un electrón dentro de algún material absorbe la energía de un fotón y adquiere más energía que la función de trabajo (la energía de enlace de electrones) del material, es expulsado. Si la energía del fotón es demasiado baja, el electrón no puede escapar del material. Por lo tanto, el efecto fotoeléctrico no se puede ver incluso con rayos de luz de baja frecuencia. No lo espere con fotones de campo electromagnético.

Lamentablemente, pero la analogía es la misma, también "partículas que vuelan", pero ahora simplemente las llamamos virtuales. Lo que significa que no obedecen a la relación de impulso de energía para el fotón real. Esto es solo "hablar" del lado de la física teórica. No hay manera de detectar nada allí. Es solo un campo eléctrico.

La respuesta más corta es: no hay una imagen clara actualizada en esta área. La concepción de un CAMPO inventado por Michael Faraday es muy fundamental y sigue siendo la más profunda de la física, por lo que debe verlo como un CAMPO.

En primer lugar, tiene un problema profundo al aceptar la idea de "fotón, la excitación cuantificada del campo electromagnético".

Ondas de luz, eres bueno con eso. Ondas luminosas esféricas, planas, estacionarias e incluso impulsos. Tal como a Planck le gustaba pensar en ellos. Pero una luz .. como una partícula? "¡Naah, no lo creo!" ¿Tengo razón?

Tuve este problema durante mucho, mucho tiempo, y se deriva de pensar que las distorsiones/ondas en el campo electromagnético (o cualquier otro campo, digamos gravitacional) al menos deberían parecerse a las ondas en el agua. Y las ondas de luz esféricas de Maxwell lo hacen muy bien. Fotones: poco intuitivos, terriblemente, de esta manera.

Hasta que veas esto, http://www.youtube.com/watch?v=mHyTOcfF99o , probablemente nunca hayas visto olas en el agua, pero son legítimas, como el humo de los cigarrillos. Un anillo de vórtice es una onda direccional estable, cuantificada, fuertemente localizada, con una energía, velocidad y momento angular dados.

Como estoy recién registrado, no puedo publicar miniaturas de fotos, pero esto es lo que señalaría con el dedo: anillo de vórtice

Todos necesitamos observar la naturaleza más a menudo.

Solo imagine aquellos que vuelan en el campo electromagnético entre dos placas del capacitor (más precisamente, distorsiones en las intensidades de los campos eléctrico y magnético y, por lo tanto, también distorsiones en la densidad de energía local total del campo electromagnético, rebotando entre las dos placas). Al igual que con un gas de partículas, digamos aire, en caso de presión isotrópica (intensidad de campo constante), la temperatura (densidad de energía) es constante entre las placas: esta es una línea de pensamiento termodinámica con analogías electromagnéticas entre paréntesis.

Espero que te ayude conceptualmente a entender la idea del fotón. Sí, es poco intuitivo. Sí, la verdad está dentro de las matemáticas y las ecuaciones, y no en las interpretaciones y analogías... pero sin embargo, son útiles. A veces.

A veces no :P