¿Cómo es posible la dispersión de Compton si la energía de un fotón debe ser completamente absorbida por el electrón o completamente reemitida, de acuerdo con el efecto fotoeléctrico?

Creo que puede tener una idea errónea sobre la absorción y emisión atómica. Es posible que un átomo o molécula absorba la luz a una longitud de onda y luego la reemita a una longitud de onda más larga; Esto se conoce como fluorescencia si ocurre rápidamente y fosforescencia si ocurre más lentamente. Sin embargo, “todo o nada” sigue siendo cierto, si lo comprende correctamente. Entre el momento en que se absorbe el fotón y el momento en que se vuelve a emitir, no hay fotón en absoluto. Se absorbe en su totalidad y luego se produce un nuevo fotón. No hay medios fotones ni nada de eso.

El diagrama de orden más bajo para la dispersión de Compton,


también muestra un fotón siendo absorbido por un electrón y luego reemitido. (Sin embargo, en este caso, es más complicado, porque el electrón intermedio es “virtual”, lo que significa que en realidad no se puede detectar).

En cierto sentido, estás comparando manzanas y naranjas. El efecto fotoeléctrico es sobre electrones unidos en átomos. De hecho, estos electrones solo tienen niveles de energía discretos entre los que pueden saltar.

La dispersión de Compton ocurre cuando una partícula cargada libre interactúa con el campo electromagnético. Las partículas libres no están sujetas a niveles de energía discretos; pueden tener energías cinéticas arbitrarias. Las partículas en cuestión pueden estar libres, ya sea porque la dispersión está fuera de un medio ionizado, o porque las energías de los fotones son mucho más grandes que las energías de unión de los electrones, los electrones son liberados por los fotones, por lo que son efectivamente libres.

Los dos se aplican en diferentes dominios. Un electrón atrapado en un átomo debe, de hecho, absorber todo o nada del fotón entrante, y solo puede hacerlo si hay niveles de energía vacíos para que se mueva. Pero la dispersión de Compton ocurre con electrones libres. En este caso, puede observar la absorción de los spas seguida de la reemisión. La elección absorbe el fotón y se acelera. Pero los electrones acelerados emiten fotones, por lo que parte de la energía se reemite.

… o AMBOS, en este caso. El fotón saliente no es el mismo fotón que el entrante.

Son cosas completamente diferentes. No hay comparación