¿Pregunta sobre la energía total de los electrones expulsados?

Question

Sabemos que la energía total de un cuerpo es la suma de la energía cinética total + la energía potencial.

Lo que aprendí de la teoría electromagnética atómica de la luz es que la energía cinética de los electrones expulsados = Hf - W(Función de trabajo ).

Mi pregunta es, ¿entonces qué pasa con la energía potencial electrostática que ocurrió cuando el electrón se separó del átomo? ¿Por qué no la consideramos?

He comprobado mucho esta duda mía en internet. La gente sólo escribía sobre la energía cinética sin mencionar la energía potencial.

Answer 1

¿qué pasa con la energía potencial electrostática que se produjo cuando el electrón se separó del átomo?

Esa es la función del trabajo.

Si se considera un solo átomo, para expulsar un electrón hay que suministrar una energía igual a la del electrón de mayor energía. Por ejemplo, en un átomo de hidrógeno la energía más alta del electrón es $-13.6$ eV por lo que hay que suministrar una energía de $13.6$ eV para expulsar el electrón. Así que si se utiliza un fotón para ionizar el átomo de hidrógeno la energía cinética del electrón expulsado será:

$$ T = h\nu - 13.6~\textrm{eV} $$

En los sólidos, los niveles de energía atómica se fusionan para formar bandas. En efecto, los electrones de una banda están ligados a todo el conjunto de átomos del cristal y no a un solo átomo. Dentro de una banda sigue habiendo un electrón de máxima energía, y esta energía se denomina Nivel de Fermi . Para expulsar un electrón del sólido hay que suministrar una energía igual al nivel de Fermi, y esta energía es lo que llamamos la función de trabajo (denotada por $\phi$ ). Así que la energía cinética del electrón expulsado es:

$$ T = h\nu - \phi $$