En el experimento del efecto fotoeléctrico, ¿por qué las ondas de luz no pueden transferir los electrones del terminal positivo al terminal negativo?

Creo que podría haber un simple malentendido aquí: no es la dirección en la que se transfieren los electrones lo que es importante en el efecto fotoeléctrico … por supuesto, en el experimento del efecto fotoeléctrico hay un ánodo y un cátodo, y solo uno de estos está iluminado por la luz. Se crea un potencial entre los dos, para que se pueda detectar una corriente.

Los iones con carga negativa y los electrones se moverán hacia el ánodo, mientras que los iones con carga positiva se moverán hacia el cátodo. Si la frecuencia y la intensidad de la luz son fijas, a medida que aumenta la diferencia de potencial entre el ánodo y el cátodo, se observa que la corriente que se transmite aumenta a un valor máximo … básicamente cuando todos los electrones liberados del cátodo por la luz son llegando al ánodo.

Ciertamente, puede iluminar cualquiera de los electrodos con luz y hacer que se emitan electrones, si la energía del fotón está por encima de la función de trabajo del metal del que está hecho el ánodo o el cátodo, pero los electrones liberados siempre serán expulsados ​​del cátodo y se moverán. hacia el ánodo, debido al potencial que se establece en el experimento.

El punto principal del efecto fotoeléctrico, y lo que es realmente sorprendente al respecto, es que no se liberan electrones cuando la frecuencia de la luz es demasiado baja, y que no transcurre ningún tiempo antes de que una corriente comience a fluir entre el ánodo y el cátodo cuando La frecuencia es lo suficientemente alta. Los resultados interesantes son cómo la corriente varía con la frecuencia e intensidad de la luz, y qué tan rápido la corriente comienza a fluir cuando se enciende la luz, y que la corriente máxima es proporcional a la intensidad de la luz. Las condiciones son siempre tales que la corriente nunca fluirá en la dirección inversa.

Esto es lo que lleva a la idea de que existen fotones, que forman la luz, y que cada fotón transporta una energía proporcional a su frecuencia.

Ahora también hay otra convención divertida … que la corriente fluye en la dirección opuesta a la de los electrones, que se relaciona con su pregunta sobre la forma en que fluyen los electrones. Esa convención es solo un accidente histórico.

El problema es que estamos tratando de excitar partículas, pero no podemos ver ninguna forma de hacer que un electrón absorba una onda que cubra toda la superficie.

Por ejemplo, si baja la intensidad de la luz hasta el punto en que solo hay suficiente energía para emitir un fotón por segundo, obtenemos un fotón después de un segundo. ¿Como puede ser? ¿Cómo puede extenderse la energía de las ondas a través de miles de millones de átomos y terminar excitando un electrón? Eso solo tiene sentido si piensas en la energía que llega en un paquete, no como una onda continua.

También existe el problema de que si usa esa luz débil, el electrón puede salir en cualquier momento en el primer segundo, mucho antes de que haya suficiente energía por segundo para expulsarlo. Eso también apunta a la energía que llega como un solo paquete.