Energía cinética de los fotoelectrones

Me encontré con la siguiente pregunta:

Un fotón de energía h v es absorbido por un electrón libre de un metal que tiene función de trabajo W < h v . Entonces:

  1. Seguro que sale el electrón

  2. El electrón seguramente saldrá con energía cinética. h v − W

  3. O el electrón no sale o sale con una energía cinética h v − W

  4. Puede salir con una energía cinética inferior a h v − W

Ambas opciones 1. y 2. me parecen correctas. Sin embargo, la respuesta correcta proporcionada es 4.! ¿Cómo es esto así? no es W la cantidad de energía requerida para la eyección del electrón más estrechamente unido en el metal? Entonces, ¿por qué existe la posibilidad de que no salga con energía cinética? h v − W ?

El proceso ocurre dentro de una red metálica. El electrón puede chocar con muchas "cosas" antes de llegar al vacío.
O, incluso sin chocar con nada, se dirige en la dirección equivocada.
incertidumbre :) la opción 4 usa la buena redacción para un solo electrón
sí, la opción 4 parece ser mucho mejor.

Respuestas (2)

La fotoemisión en el experimento habitual es un proceso de dos pasos. Primero, el fotón incidente crea un fotoelectrón en la mayor parte del metal:

Fotoelectrón inicial

La eficiencia cuántica para esto es casi 100 % es decir, casi cada fotón que golpea el metal crea un fotoelectrón primario. Sin embargo, este fotoelectrón se dirige en la misma dirección que el fotón original, es decir, hacia la mayor parte del metal. Para que el electrón escape de la superficie, tiene que traquetear y rebotar en otros electrones y núcleos en el metal:

Fotoelectrón secundario

Sin embargo, este proceso es muy ineficiente. Solo sobre 1 en 100 , 000 de los fotoelectrones primarios logra rebotar hacia la superficie y escapar. Entonces, el rendimiento general es de alrededor de un fotoelectrón emitido desde la superficie por cada cien mil fotones.

El electrón normalmente perderá algo de energía. Δ mi mientras rebota, pierde una energía igual a la función de trabajo cuando escapa de la superficie, por lo que la energía final del electrón será:

mi = h v − Δ mi − W

La función de trabajo es una constante, pero la energía perdida en la dispersión, Δ mi , es muy variable y puede variar desde casi cero hasta tan grande que el electrón nunca se escapa.

No revisaré las preguntas 1 a 4 en detalle porque obviamente es una pregunta de tarea. Sin embargo, a partir de la explicación anterior, debería poder averiguar cuáles son las respuestas.

¡Oh, guau, ni siquiera pensé en esta sacudida de electrones antes de que escapen! ¡Muchas gracias!
Tonterías: la mayor parte de la luz que incide sobre un metal se refleja. Y muchos fotoelectrones se emiten directamente, como se muestra en ARUPS (espectroscopía de fotoemisión resuelta en ángulo).
"Casi todos los fotones que golpean el metal crean un fotoelectrón primario". Esto no puede ser correcto, piense en un espejo de metal bien pulido (en realidad, los espejos de vidrio tienen una superficie de metal para la reflexión). Refleja colores e imágenes, lo que significa que se ha perdido muy poca energía por la dispersión elástica de fotones individuales.

la funcion de trabajo W es la energía mínima del fotón que se requiere para expulsar el electrón del metal en la interacción fotoeléctrica, es decir, la energía del electrón menos unido en la red. Sin embargo, si la energía del fotón es mayor que W, entonces puede expulsar los electrones que están más unidos al metal, por lo tanto, los fotoelectrones con energía menor que h v − W también puede ser expulsado.

Espectro de fotoelectrones

¿Es una distribución gaussiana o QM Born?
puedes ver algunos espectros de fotoelectrones aquí
Todo lo que necesita un curioso, TY
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