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Quant: Energie beim photoelektr. Effekt 01 11. 2020 18:06 #78666

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Hallo Freunde,
zur Anregung eines Elektrons ist bekanntlich nur ein Quant einer ganz bestimmten Energie in der Lage. Diese darf also weder zu gering noch zu hoch sein.
Beim photoelektrischen Effekt kommt es nun aber ab einer Mindestenergie, also einer Mindestfrequenz des Anregungsphotons auch bei höheren Frequenzen weiterhin zur Herauslösung von Elektronen aus ihrem Verbund (siehe z.B. dieses Video von Joseph Gaßner:
).
Mein Problem: Dieses höherenergetische Anregungsphoton müsste sich also verbotenerweise teilen können - ein Teil zur Anregung des Elektrons und der verbleibende Rest für den kinetischen Impuls oder was auch immer.
Was verstehe ich nicht richtig?
Vielen Dank für Eure Erklärung.
Wohe

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Quant: Energie beim photoelektr. Effekt 01 11. 2020 19:19 #78670

Nen, eine höhere Energie ist grundsätzlich nicht verboten.
Nehmen wir als Beispiel einen "Quantensprung", ich meine natürlich die Anregung eines Elektrons in einem Orbit eines Atoms.
Das Photon regt ein Elektron an, das dann entsprechend der höheren Energie auf eine höhere Bahn springen kann. Ist die Energie zu hoch, dann kann das Elektron den Überschuss als Photon wieder abstrahlen. Es muss also nicht gleich zwei Orbits höher springen, selbst wenn die Energie dafür gereicht hätte. Im Ausnahmefall reicht sogar ein bisschen zu wenig Energie, die dann wohl vom Atomkern geliefert wird.
Das Elektron kann die Energie des Photons aber auch anderweitig verwenden, indem es zB selbst wieder ein gleiches Photon ggf mit Zeitverzögerung oder womöglich gar mehrere Photonen niedrigerer Einzelenergie abstrahlt.
Dies wäre jedenfalls alles "erlaubt".

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Quant: Energie beim photoelektr. Effekt 01 11. 2020 19:48 #78672

Rainer, das ist nicht ganz richtig.
Die Übergänge zwischen Energieneveaus sind quantisiert und nur ganz bestimmte Energiebeträge können diese Anregungen auslösen; das gilt auch für Übergänge die mehrere Energieniveaus überspringen.
=> Absorptionslinien
D.h: höhere bzw. falsche Energien die unterhalb der Ionisierungsenergie liegen führen zu keiner Wechselwirkung. (Reflektion und dergleichen mal nicht gerechnet)

Beim photoelektrischen Effekt geht es darum das Elektronen nicht nur in ein anderes Orbital wechseln sondern ganz herausgeschlagen werden. Die überschüssige Energie geht dann einfach in kinetische Energie der Elektronen mit der sie davon fliegen.
Deshalb wird das Photon aber nicht geteilt, es wird absorbiert so oder so und ist nach der Wechselwirkung weg.

assume good faith

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assume good faith

Quant: Energie beim photoelektr. Effekt 01 11. 2020 23:29 #78681

wohe schrieb: ein Teil zur Anregung des Elektrons und der verbleibende Rest für

... das verbleibende Photon mit größerer Wellenlänge.

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Quant: Energie beim photoelektr. Effekt 02 11. 2020 13:51 #78726

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Hallo Freunde,
irgendwie ist mir das noch nicht klar.
Also: dass ein Photon eines genau definierten Energiebetrags nötig ist, um ein Elektron von einer Elektronenschale auf die nächste zu heben, ist wohl unstrittig.
Mein Problem bei dem photoelektroschen Effekt ist, dass ich zwar davon ausging, dass es auch nur einen definierten Energiebetrag verträgt, um aus dem Atom herausgelöst zu werden, aber selbst, wenn dies nicht so ist und jede Energie oberhalb einer Mindestmenge dazu in der Lage ist, bleibt die Unteilbarkeit eines Photons.
Wenn ein Photon mit höherer als der nötigen Energie das Elektron aus dem Verband löst, hat nach meinem Verständnis dieses Elektron die Energie "erhalten" und saust damit von dannen. Das Anregungsphoton gibt es dann nicht mehr und da es unteilbar war, können nicht ein Elektron und ein Photon mit geringerer Frequenz das Ergebnis sein. Genau so ist es aber.
Ich hoffe, ich konnte das, was mir unklar ist, einigermaßen ausdrücken.
MfG Wohe

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Quant: Energie beim photoelektr. Effekt 02 11. 2020 16:22 #78727

wohe schrieb: können nicht ein Elektron und ein Photon mit geringerer Frequenz das Ergebnis sein. Genau so ist es aber.

Du sprichst jetzt vom Compton Effekt.

Ich meine zwar, dass es auch bei Bahnsprüngen die Abstrahlung der Differnzenergie gibt, kann dazu aber momentan nichts finden.

Feynman beschreibt jedenfallls diie Brechung von Licht im Medium als Überlagerung des Originalphotons mit Strahlung aus der Schwingung der durch das Photon angeregten Elektronen im Medium.

Ob man das bei der Streuung ähnlich modellieren kann, weiss ich nicht.

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