Фотоэлектрический эффект. Какова вероятность поглощения фотона электроном?

Правильно ли это

каждый фотон выше пороговой частоты поглощается электроном

Какова вероятность поглощения фотона электроном? Можно ли привести количественный пример?

Ответы (1)

Существует два этапа фотоэмиссии:

  1. электрон поглощает фотон. Это создает электрон, движущийся в том же направлении, что и первоначальный фотон, то есть вниз, в толщу металла.

  2. электрон либо рассеивается обратно на других электронах в решетке, либо передает свою энергию другим электронам. В любом случае это создает электрон, движущийся в противоположном направлении, то есть к поверхности металла и, в конечном итоге, из металла.

Выход на этапе 1 составляет почти 100%. Мы можем измерить это экспериментально, потому что именно этот принцип используется в фотоумножителе. В ФЭУ используется очень тонкий лист металла, поэтому, когда электрон поглощает фотон, он проходит прямо через металлический лист и выходит с другой стороны. Эта конструкция означает, что для выхода исходного электрона не требуется рассеяния. Эффективность ФЭУ может приближаться к 100% в идеальных условиях.

Выход для шага 2 абсолютно ужасен. Эксперимент показывает, что только один из 10 5 к 10 6 фотон порождает фотоэлектрон. Это не должно вызывать удивления, поскольку рассеяние электрона, направленного вниз, в толщу металла является случайным процессом, и вероятность того, что он породит электрон, движущийся в противоположном направлении с достаточной энергией для побега, очень мала.

Спасибо за ответ. . . . Итак, у меня есть еще два вопроса: 1. Означает ли это, что часть (большинство?) электронов, поглотивших фотон, не являются фотоэлектронами, испускаемыми катодом? 2. Правильно ли говорить, что соответствующее сечение фотоэмиссии определяется электрон-электронным взаимодействием, а не фотон-электронным взаимодействием ("Выход на шаге 1 почти 100%")?
@Dan: да, от 99,99 до 99,999% электронов, которые поглощают фотон, просто гремят внутри металла и не убегают, и да, выход фотоэлектронов определяется взаимодействиями в металле, а не первоначальным взаимодействием фотонов с электронами.
Это было быстро! Поэтому во многих учебниках существует множество неверных представлений об этом предмете. . .
@Dan: точная природа процесса обычно умалчивается при представлении его студентам, но я был бы удивлен, если бы какой-либо из известных учебников активно вводил в заблуждение. То, что я описал в своем ответе, является стандартным материалом, хорошо известным в физическом сообществе.
Извините, но я ничего не понимаю: если бы только 10 5 фотонов производят фотоэлектрон, это означает, что солнечная панель имеет только 0,00001 эффективность? Итак, каждый 100  кВт света будет производиться только 1  Вт электричества?
@EnderLook: солнечные панели не используют фотоэффект для работы.
Ой, извините, я думал, что фотоэлектрический эффект такой же, как фотоэлектрический.
@JohnRennie, не могли бы вы сослаться на эксперимент?
@JohnRennie Если электрон рассеивается на других электронах в решетке, максимальная кинетическая энергия точно равна hf - работе выхода металла ? Не потеряет ли он часть своей энергии при столкновении с другими электронами?
Фотоэлектрический эффект. Какова вероятность поглощения фотона электроном?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v