¿Es el efecto fotoeléctrico un fenómeno de superficie?

Question

Me han hecho esta pregunta en un examen y en la clave de respuestas pone que la respuesta es "Sí". Según tengo entendido, los electrones se emiten con energías cinéticas diferentes en función de la profundidad a la que se encuentran de la superficie metálica, es decir, un electrón saldría con una energía cinética menor si estuviera situado a mayor profundidad, ya que tendría que pasar por más colisiones. Este razonamiento contradice la respuesta dada. Me gustaría saber si mi razonamiento es correcto.

Answer 1

Se trata en cierto modo de lo que se denomina precisamente efecto fotoeléctrico.

En cuanto al mecanismo de transferencia de energía radiación-electrón, la superficie no desempeña ningún papel directo. Sin embargo, en referencia a la fórmula de Einsten; $$ h f = \Phi + K, $$ donde $K$ es la energía cinética máxima del fotoelectrón, $f$ la frecuencia de la radiación entrante, y $\Phi$ el función de trabajo del metal, es cierto que este último término depende de la superficie y de su estructura detallada, de la presencia de impurezas, etc. En este sentido, existe un claro efecto de superficie.

Answer 2

Yo diría que la fotoemisión no es un efecto superficial, no normalmente. Su interpretación es correcta.

Dicho esto, también existe la "fotoemisión superficial" debida a la $\vec{p} \cdot \vec{A}$ en el Hamiltoniano y la ruptura de simetría en la superficie. Como ejemplo, véase este documento sobre la plata .

Answer 3

Si existe una probabilidad considerable de que un fotón libere un electrón, especialmente un electrón de conducción, entonces se deduce que existe un coeficiente de extinción o parte imaginaria del índice de refracción considerable. Esto significa que el fotón no puede penetrar profundamente en el material y se emite desde cerca de la superficie. Sin embargo, llamarlo efecto superficial implica que las características de la superficie, como los estados superficiales, son habilitantes. No creo que éste sea el caso. En principio, un fotón podría viajar a la masa, liberar un electrón y éste podría escapar de la masa. No es probable, pero nada lo impide. Por lo tanto, yo no calificaría la fotoemisión como un efecto de superficie.

Answer 4

Hay un concepto de electrones libres que dice que los electrones de la capa más externa están bajo una influencia muy débil del núcleo y se mueven libremente por la superficie del metal, mientras que los que están cerca del núcleo están ligados por una fuerza nuclear fuerte (mayor que la capacidad de desprendimiento de los fotones) que les impide moverse libremente por la superficie. Así es como se produce el fenómeno de superficie.

Con, frecuencia de la luz es capaz de causar la emisión de electrones, el otro factor para la emisión de recuento de electrones es la intensidad de luz. Cuanto mayor es la intensidad de la luz, mayor es el número de fotones que inciden sobre la superficie metálica y mayor es la emisión de electrones.