Emisión de calor por absorción de fotones de luz.

Así que recientemente aprendí sobre el efecto fotoeléctrico. Al principio tenía sentido, pero cuando trato de combinarlo con lo que creía saber sobre la emisión y reflexión de fotones, las cosas se complican bastante.

Mis preguntas :

1) Cuando los fotones interactúan con los electrones, pueden ser absorbidos o reflejados o atravesarlos. ¿Es eso correcto?

2) Cuando un fotón de luz excita un electrón en la capa interna, se absorbe. Posteriormente se emite un fotón durante la desexcitación. ¿El fotón emitido tiene la misma energía que el fotón absorbido antes?

3) Si la respuesta a la pregunta anterior es "sí" (que es lo que me han enseñado en la escuela, aunque es difícil razonar), entonces, ¿en qué se diferencia el proceso de la reflexión? Digamos que absorbe fotones de luz y luego vuelve a emitir exactamente el mismo fotón.

4) para agregar a las preguntas 2 y 3, ¿cómo es que, en algunos casos, los fotones con longitudes de onda más cortas aparentemente se irradian como fotones con longitudes de onda más largas? (La tierra absorbe los rayos ultravioleta pero los irradia como infrarrojos).

Es probable que haya errores importantes en mi comprensión, lo que explicaría por qué parece que no puedo descifrar todos estos fenómenos juntos... ¡Cualquier corrección sería muy apreciada!

Gracias.

No olvides la relajación no radiativa...
¿Es la relajación no radiativa una de las razones por las que experimentamos calor?
Si la energía siempre se mantuviera como un estado electrónico excitado o como un fotón, no habría 'calor' para experimentar.

Respuestas (1)

Los fotones cuando son absorbidos ponen al electrón en un nivel de energía más alto (lea las órbitas de Bohr para entender esto mejor). Pero las órbitas de alta energía son inestables ya que todo sistema tiende a minimizar su energía. Entonces el electrón pierde energía y regresa al estado fundamental en menos de 10^-8 s. La reflexión es cuando se emite un fotón con la misma energía (y, en consecuencia, la longitud de onda) que la del absorbido. Esto no siempre sucede.

No necesariamente tiene que ser la misma energía que el fotón absorbido. Digamos que el electrón estaba en n=1 antes de ser expulsado a una órbita superior. Luego se eleva a n=3. El electrón puede pasar de n=3 a 1 directamente, emitiendo el mismo fotón de energía que fue absorbido (más precisamente, con energía igual a la diferencia de energía entre los niveles n=3 y n=1). Pero también podría tomar un camino diferente e ir desde n =3->2->1 emitiendo dos fotones cuando finalmente alcanza el estado fundamental, uno en cada transición sucesiva.

Pero la reemisión de fotones puede ser en cualquier dirección, ¿verdad? Mientras que la reflexión tiene una dirección fija. Entonces, ¿podemos decir que "la reflexión es cuando se emite un fotón con la misma energía (y, en consecuencia, la longitud de onda) que la del absorbido"? PD: gracias por la respuesta
@Clara consulta las respuestas en physics.stackexchange.com/questions/83105/… para obtener una explicación detallada de cómo funciona la reflexión a escala molecular.
Entonces, ¿podemos decir que reflexión = absorción + emisión?
@Clara Perdón por la respuesta tan tardía, me había olvidado de esto. En esencia, sí, pero trate de no memorizarlo como reflexión = absorción + emisión porque podría terminar confundiendo algunos términos como "reflectividad" y "emisividad", que son términos de física térmica (usados ​​para cosas como un cuerpo negro) que tienen diferentes significado.
Emisión de calor por absorción de fotones de luz.
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