Técnicamente, el efecto fotoeléctrico es un efecto lineal que implica que un fotoelectrón puede ser expulsado si el fotón incidente tiene una energía que es al menos igual a la función de trabajo para el material con el que interactúa (solo función de trabajo para metales, en caso de semiconductores, la suma total de la energía de enlace y la función de trabajo). Típicamente, los metales alcalinos (Na, K, Cs, etc.) son los mejores candidatos para la observación experimental del efecto fotoeléctrico, ya que tienen una función de trabajo ~ pocos eV y, por lo tanto, la luz visible / UV puede usarse para demostrar el efecto fotoeléctrico.
Sin embargo, para ionizar los electrones de la capa interna, necesitaría fotones de mayor energía, típicos de rayos UV (EUV) extremos o rayos X duros (100 eV-10 KeV). Es decir, si aún desea trabajar en el régimen de fotoionización lineal. Si desea utilizar la luz visible aún para ionizar los electrones, deberá aumentar la intensidad en gran medida (~ [matemática] 10 ^ {13-14} [/ matemática] W / [matemática] cm ^ 2 ) [/ math] y posiblemente use pulsos de luz (como en un láser). Sin embargo, ya no será efecto fotoeléctrico causando la ionización. Los efectos ópticos no lineales como la ionización multiphoton (MPI) o la ionización por encima del umbral (ATI), que son fenómenos dependientes de la intensidad y no dependientes de la frecuencia, se harán cargo. Con intensidades aún mayores, es posible extirpar la superficie del metal formando un plasma en el punto focal, esencialmente ‘destruyéndolo’.
Si va a una energía más alta y utiliza fotones de rayos X / [math] \ gamma [/ math] ray para ionizar la materia, seguirá siendo técnicamente un efecto fotoeléctrico, ya que trabajará en el régimen de fotoionización lineal. Sin embargo, la sección transversal fotoeléctrica se reducirá con la energía del fotón incidente a medida que otros procesos competitivos como la dispersión de Compton o la producción de pares comenzarán a aparecer. También los procesos de emisión secundaria como la emisión de Auger (efecto Auger) también se volverán significativos a escalas de energía más altas. Entonces, en principio, puede quitar todos los electrones en un metal / semiconductor utilizando fuentes de luz de energía cada vez más alta (fotoionización lineal) ya que no hay nada como una transición brusca (los procesos de la competencia tienen cortes de energía) de un efecto al otro.
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