by 
Τι συμβαίνει όταν πάνω σε ένα ηλεκτρόνιο, προσπίπτει ένα φωτόνιο; Θα έχουμε απορρόφηση ή σκέδαση;
Ας δούμε το τι συμβαίνει, μέσω κάποιων εφαρμογών.
Δίνονται οι σταθερές h=6,63∙10-34Js, c=3∙108m/s, me=m=9,1∙10-31kg, 1eV=1,6∙10-19J.
Εφαρμογή 1η:
Σε ένα ελεύθερο ακίνητο ηλεκτρόνιο προσπίπτει φως με μήκος κύματος λ1=600nm. Να εξετάσετε αν μπορεί το ηλεκτρόνιο να απορροφήσει ένα προσπίπτον φωτόνιο της ακτινοβολίας.
Εξαιρετική Διονύση.
Παρουσιάζει πλήρως τα δύο φιανόμενα. Αυτό κάνει θεμιτή την όποια δυσκολία της.
Διονύση και Γιάννη καλημέρα.
Εξαιρετική όπως είπε ο Γιάννης. Πολύ καλά τα παραδείγματα που ξεκαθαρίζει πολλά στα δύο φαινόμενα και κάνει πλήρως αντιληπτό την παραβίαση μιας από τις δύο αρχές στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο από ελεύθερο e.
με μικρές ενέργειες
Καλησπέρα Διονύση και καλή χρονιά.
Ο καλύτερος τρόπος να εμπεδώσει κάποιος αυτά τα φαινόμενα είναι με απτά παραδείγματα κι όχι με φιλολογίες. Εσύ το έκανες αυτό μέσω της ανάρτησης. Συγχαρητήρια.
Καλησπέρα παιδιά.
Γιάννη, Χρήστο και Πρόδρομε σας ευχαριστώ για το σχολιασμό και χαίρομαι για την θετική αντιμετώπιση…
Καλησπέρα και πάλι.
Διονύση δεν ξέρω από πού να πρωτοσυγχαρώ!
Από την ιδέα, από την εργατικότητα, από τον τρόπο παρουσίασης που είναι χαρακτηριστικό σου, ώστε το συμπέρασμα να βγαίνει μόνο του.
Αυτή η ανάρτηση έχει και ως παράδειγμα αυτό που ετοιμαζόμουν να θίξω και με πρόλαβες.
Ότι (Γ Λυκείου, κρούσεις) η ελαστική κρούση με ακίνητο σώμα μεγάλης μάζας δεν αφήνει το σώμα μεγάλης μάζας ακίνητο λόγω μάζας, αλλά λόγω τριβής.
Αλλιώς παραβιάζεται η ΑΔΟ.
(Προέκυψε σε μάθημα)
Σε ευχαριστούμε πολύ, να είσαι πάντα καλά.
Καλημέρα Βασίλη. Καλή Χρονιά! Σωστός. Εγώ τους πετάω ένα μπαλάκι τέννις στον τοίχο και ρωτάω: Γιατί παράγεται θόρυβος; Ο τοίχος δονείται, παράγει ηχητικό κύμα, άρα δε μένει ακίνητος…
Καλησπέρα Αντρέα. Καλή χρονιά.
Πολύ μου άρεσε και ούτε που το είχα σκεφτεί!
Καλησπέρα Βασίλη.
Σε ευχαριστώ για το σχολιασμό και τον καλό σου λόγο…
Γεια σου Διονύση.
Πάρα πολύ καλή και άκρως διδακτική η συγκεκριμένη δουλειά που βοηθά πραγματικά τον μαθητή.
Καλημέρα Άρη και σε ευχαριστώ για το σχόλιο.
Καλημέρα Διονύση. Κατατοπιστικότατα τα όσα μας παρουσιάζεις. Μεγάλη βοήθεια για όλους!
Καλημέρα Διονύση. Ο κύκλος των γνώσεων που πρέπει να έχουμε πριν ξεκινήσουμε την Κβαντομηχανική στην τάξη, πρέπει να έχει πολύ μεγαλύτερη ακτίνα από τον κύκλο των εντός ύλης εννοιών. Και εσύ φροντίζεις για αυτό, με αναρτήσεις όπως αυτή. Σε ευχαριστούμε!
Στην ερώτηση επομένως
Ποια ηλεκτρόνια ενός μετάλλου εξάγονται με την πρόσπτωση φωτονίων;
Αν συμφωνείς, απαντάμε:
Εξαρτάται από την ενέργεια του φωτός που χρησιμοποιείται για την εκτέλεση του πειράματος.Εάν η ενέργεια του φωτός είναι μικρή, για παράδειγμα, χρησιμοποιήσουμε υπεριώδες φως για τα πειράματά μας, τότε ένα υπεριώδες φωτόνιο μπορεί να εξάγει μόνο τα ηλεκτρόνια χαμηλότερης ενέργειας (ανήκουν στην ηλεκτρονιακή ζώνη αγωγιμότητας), μερικών eV. Επομένως, το ηλεκτρόνιο προέρχεται από μια ζώνη ηλεκτρονίων και όχι από ένα άτομο.
Από την άλλη, αν η ενέργεια του φωτός είναι μεγάλη, για παράδειγμα, χρησιμοποιήσουμε ακτίνες Χ, τότε τα φωτόνια μπορούν να χτυπήσουν τα ηλεκτρόνια που κινούνται πιο κοντά στον πυρήνα και επομένως είναι πιο στενά συνδεδεμένα. Αυτά τα ηλεκτρόνια ανήκουν πράγματι σε ένα συγκεκριμένο άτομο και δεν τα μοιράζονται άλλα άτομα του μετάλλου. Σε αυτή την περίπτωση, το ηλεκτρόνιο βγαίνει από ένα συγκεκριμένο άτομο (ιονισμός του ατόμου), ενώ η κενή θέση συμπληρώνεται με αποδιέγερση άλλου ηλεκτρονίου.
Αν χρησιμοποιήσουμε ακτίνες γ έχουμε δίδυμη γέννεση, δηλαδή παράγεται ζεύγος e(-) e(+), ένα ακόμα φαινόμενο, που μόνο η σωματιδιακή θεωρία μπορεί να εξηγήσει.
Καλημέρα Αποστόλη, καλημέρα Ανδρέα και σας ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Καθυστέρησα λίγο στην απάντηση, αλλά μεσολάβησε μια πτήση, για επιστροφή στην βάση…
Ανδρέα συμφωνώ με την τοποθέτηση, αν και ο στόχος της ανάρτησης ήταν να αναδείξει την διαφορά μεταξύ απορρόφησης και σκέδασης, δύο φαινομένων με μελετώνται διαδοχικά στο κεφάλαιο της κβαντομηχανικής, χωρίς να συνδέονται.
Όσον αφορά την δίδυμη γένεση, συμβαίνει πράγματι με σκληρές ακτίνες Χ ή ακτίνες γ, αλλά τότε δεν έχουμε αλληλεπίδραση μεταξύ φωτονίου και κάποιου ηλεκτρονίου, αλλά το φωτόνιο φτάνει πολύ κοντά στο πυρήνα και το φαινόμενο εμφανίζεται λόγω ισχυρότατου ηλεκτρικού πεδίου.
Τι βλέπουμε βέβαια στην πράξη; Το ποζιτρόνιο που παράγεται σχεδόν αμέσως αλληλεπιδρά με κάποιο ηλεκτρόνιο του ατόμου και εξαϋλώνεται, παράγοντας δύο νέα φωτόνια, οπότε “φαίνεται σαν” να απομακρύνθηκε ένα ηλεκτρόνιο του ατόμου και ταυτόχρονα να παράγονται φωτόνια μεγαλύτερου μήκους κύματος…
Όλα αυτά με την ευκαιρία της αναφοράς σου, χωρίς να εμπλέκονται στο θέμα της ανάρτησης…
Διονύση στο 3β εκτός της εκπομπής φωτονίου Χ μπορεί να συμβεί και εκπομπή ηλεκτρονίου από την εξωτερική στοιβάδα. Είναι τα λεγόμενα ηλεκτρόνια Auger.
Καλησπέρα Νίκο και σε ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Συμφωνώ με την παρατήρηση, άλλωστε έχω γράψει:
“Το φωτόνιο των ακτίνων Χ μπορεί να απορροφηθεί από ένα ηλεκτρόνιο, το οποίο βρίσκεται, όχι μόνο σε εξωτερική ατομική στοιβάδα, με ψηλή ενέργεια…”
Το “όχι μόνο” σημαίνει ότι απορροφάται και από τα εξωτερικά ηλεκτρόνια, απλά στη συνέχεια εστίασα στα ηλεκτρόνια των εσωτερικών στοιβάδων, αφού αυτό ήθελα να αναδειχθεί, μιας και συνήθως ασχολούμαστε με τα ηλεκτρόνια των ανωτέρων ενεργειακών σταθμών…
Δεν λέω αυτό Διονύση, όταν απορροφηθεί το φωτόνιο Χ από εσωτερικό ηλεκτρόνιο, ιοντίζεται το άτομο και ακολουθεί αποδιέγερση με μετάβαση ηλεκτρονίου εξωτερικής στοιβάδας στο κενό που δημιουργήθηκε με ταυτόχρονη εκπομπή άλλο ηλεκτρονίου της εξωτερικής, Δηλαδή φεύγουν δύο ηλεκτρόνια, το πρώτο είναι φωτοηλεκτρόνιο(της εσωτερικής στοιβάδας) και το δεύτερο λέγεται ηλεκτρόνιο Auger(της εξωτερικής στοιβάδας). Το άλλο ενδεχόμενο είναι αυτό που περιγράφεις, δηλαδή εκπομπή εσωτερικού ηλεκτρονίου από την απορρόφηση του φωτονίου Χ , αποδιέγερση με εκπομή φωτονίου Χ. Στην πρώτη περίπτωση έχω εκπομπή δύο ηλεκτρονίων και στη δεύτερη ενός φωτονίου Χ και ενός ηλεκτρονίου. Τα ποσοστα του ενός ή του άλλου ενδεχομένου μεταβάλλονται με τον ατομικό αριθμό του στοιχείου της ύλης που αλληλεπιδρά το φωτόνιο Χ.
Καλημέρα Νίκο.
Δίκιο έχεις, διάβασα βιαστικά χθες βράδυ το πρώτο σου σχόλιο και νόμισα ότι αναφέρεσαι στην αλληλεπίδραση ακτίνων Χ με τα εξωτερικά ηλεκτρόνια του ατόμου.
Πάμε λοιπόν στο φαινόμενο Auger.
Κατά την διάρκεια της προετοιμασίας της παραπάνω ανάρτησης, έκανα μια περιήγηση στο διαδίκτυο και από το Πανεπιστήμιο Κρήτης κατέβασα το αρχείο αυτό, όπου διαπραγματεύεται την φασματοσκοπία των ακτίνων Χ. Στο αρχείο αυτό γράφει:
Θεώρησα ότι ο μηχανισμός που οδηγεί, όχι στην ακτινοβολία, αλλά στην δευτερογενή εκπομπή άλλου ηλεκτρονίου, ξεφεύγει από το πλαίσιο διδασκαλίας στο Λύκειο και δεν πρέπει να τον αναφέρω. Έτσι προτίμησα να κινηθώ στην λογική του βιβλίου γ.π. της Γ, όταν διδάσκαμε τις ακτίνες Χ (τώρα διδάσκεται; στην Β΄ τάξη):