Quesito su effetto fotoelettrico

[boiler]

L'ipotesi che mi sembra più corretta è "emette un fotone di energia adeguata", ma nessuno me l'ha confermato.

Non credo che sia possibile. Per emettere un fotone, l'elettrone dovrebbe passare ad un livello superiore, dal quale poi decadere emettendo l'elettrone. Ma questo livello "intermedio" non esiste.

Credo piuttosto che se il fotone non riesca a spostare un elettrone su uno dei livelli possibili, allora non viene assorbito (avviene una forma di scattering, credo Compton).

Boiler

[gekofive]

E' proprio qui la questione!
-Se l'energia non è sufficiente alla prima eccitazione, il fotone incidente viene riflesso.
-Se l'energia è identica a quella di prima eccitazione, si ha assorbimento e eccitazione.
-Se l'energia è identica a quella di ionizzazione si ha l'espulsione di un elettrone a velocità zero.
-Se l'energia è superiore a quella di ionizzazione si ha l'espulsione dell'elettrone con velocità data dalla differenza tra l'energia del fotone e quella di ionizzazione.
-Ma se l'energia è compresa tra quella di prima eccitazione e quella di seconda eccitazione cosa succede?
Di sicuro si ha la prima eccitazione, ma l'energia che avanza? Io credo venga emesso un fotone di energia pari alla differenza, ma non ho avuto conferme da nessuno.

[boiler]

-Ma se l'energia è compresa tra quella di prima eccitazione e quella di seconda eccitazione cosa succede?

Secondo me succede scattering.

Di sicuro si ha la prima eccitazione, ma l'energia che avanza?

Una delle poche cose in questo ambito delle quali sono (quasi) sicuro è che questo non succede

Boiler

[gekofive]

No, non può essere così: se così fosse, per avere eccitazione il fotone dovrebbe avere l'esatta energia necessaria all'eccitazione e questo è fisicamente impossibile. Equivale a dire che nessun metro è lungo un metro, tutti sono un po' più lunghi o un po' più corti. Dato che un fotone ha un'energia non quantizzata, è statisticamente impossibile abbia un'energia esattamente uguale a un valore specifico. Se fosse come dici tu, tutti i fotoni sarebbero respinti.

[boiler]

per avere eccitazione il fotone dovrebbe avere l'esatta energia necessaria all'eccitazione

C'è un intervallo di energie accettabili: https://en.wikipedia.org/wiki/Spectral_line_shape

Boiler

[EcoTan]

"emette un fotone di energia adeguata"

Questa energia adeguata ricade nell'infrarosso e finisce per riscaldare qualcosa. Mi sembra un modo diverso per dire "calore".
Di scattering e struttura fine personalmente non so nulla.

[gekofive]

@ boiler
In quel link, mi pare che quell'allargamento della riga spettrale sia dovuto alla misura e non sia intrinseco all'energia di eccitazione. Comunque è una delle possibili ipotesi: chiamiamola ipotesi dell'intervallo, anche se mi convince meno dell'altra.

@ EcoTan
Sì, non solo infrarosso, anche molto più in basso, certamente fino alle frequenze radio. Più piccolo è il surplus di energia e più bassa è la frequenza del fotone emesso. Per questo motivo non parlo di calore. Oltre a non essere un termine proprio in riferimento a un singolo atomo, l'energia termica è ristretta a una parte dello spettro molto inferiore rispetto a quella che dovrebbe avere il fotone emesso dopo l'eccitazione.
Oltretutto hai anticipato un'altra domanda sull'argomento che non voglio porre qui per non sporcare la discussione. Aspetto una risposta certa e poi vado avanti con le (tante) cose che restano nebbiose.