El coeficiente de absorción del efecto fotoeléctrico disminuye con la energía, ¿por qué?

Esto está en la región de rayos X y más allá. La longitud de onda de la luz es más pequeña que el tamaño de los orbitales de los electrones y disminuye cuando aumenta la energía del fotón. Cuando el campo eléctrico oscila mucho en la escala de longitud de la función de onda, las contribuciones positivas y negativas a las integrales en la transición al estado excitado (la sección transversal de fotoabsorción) se cancelarán.

El efecto fotoeléctrico (un electrón del núcleo entra, un fotón entra; un electrón libre energético sale, ningún fotón sale) es más débil a energías de fotón de entrada más altas porque el electrón de salida necesita aproximadamente tomar todo el impulso del fotón, pero el fotón no cede. energía suficiente para hacerlo. Sin embargo, a energías de fotones más bajas, la distribución del momento del electrón del núcleo de entrada es significativa, lo que permite más esta transición (como podría calcularse rigurosamente con la integral de superposición en la regla de oro de Fermi); efectivamente ve una "resonancia ampliada" cerca de la energía de ionización.

Sus energías trazadas están simplemente por encima de esta frecuencia/energía resonante fotoeléctrica, por lo que hay menos acoplamiento a medida que avanza hacia energías más altas.

La respuesta de Pieter es buena, +1. Esto es solo para dar un poco más de detalle.

Puede estimar la sección transversal utilizando la teoría de perturbaciones de primer orden, e implica$|\langle i|eEz|f \rangle|^2$, donde i es el estado inicial del electrón (unido en un átomo) y f es su estado final (ionizado). A 10 eV, la longitud de onda del electrón es de 0,4 nm. A 100 keV, son las 4 de la tarde. Entonces, a las energías más altas, la función de onda final del electrón es una onda sinusoidal que oscila extremadamente rápido, y cuando tomas un producto interno de eso con la función de onda atómica, esencialmente se cancela a cero.

Por supuesto, están sucediendo muchas otras cosas, incluida la densidad de estados en el estado final, la competencia con otros procesos y los aumentos en la probabilidad de PE en los bordes de la capa K. Pero creo que esta es la razón principal de la rápida disminución de la energía.