VERLETZT dieses Experiment Einsteins Theorie des photoelektrischen Effekts? [geschlossen]

Die Wechselwirkungszeit zwischen Licht und Elektron ist extrem schnell$\sim10^{−15}$Sekunden. In diesem Sinne sind Elektronen ausgezeichnete Zeitnehmer. Damit zwei Photonen mit demselben Elektron interagieren können, müssen sie im Inneren ankommen$10^{-15}$Sekunden voneinander. Die Wahrscheinlichkeit dafür ist immer noch nicht Null. Diese Ereignisse finden statt. Aber Wechselwirkungen mit einzelnen Photonen treten viel viel häufiger auf. Sie überschatten also diese Ereignisse.

Eine Möglichkeit, die Zwei-Photonen-Absorption zu beobachten, besteht darin, hochintensives Licht mit einer Photonenenergie zu senden, die niedriger als die Schwellenenergie ist. Auf diese Weise führen einzelne Photonenwechselwirkungen nicht zum Ausstoß von Elektronen. Und die einzige Möglichkeit, wie ein Elektron ausgestoßen wird, ist die Wechselwirkung mehrerer Photonen.

Ein letzter Versuch

Ich werde ein letztes Mal versuchen zu erklären, warum Zwei-Photonen-Wechselwirkungen ohne spezielle Anordnungen sehr selten sind. Grundsätzlich ist es eine interessante Frage.

Ich denke, die Quelle Ihrer Verwirrung ist Ihr mentales Lichtbild. Sie wissen vielleicht, dass Licht aus Photonen besteht. Nun kann es verschiedene Arten von Licht geben. Licht von Lasern, Licht von Glühbirnen und so weiter. Das Hauptunterscheidungsmerkmal zwischen diesen verschiedenen Arten von Licht ist die Verteilung der Photonen in einem bestimmten Zeitfenster. Hier ist ein Cartoon, der einige von ihnen darstellt:

Wie Sie sehen können, besteht thermisches Licht für die häufigste Art von Licht (von Glühbirnen usw.) aus Photonen, die zufällig verteilt sind. Laser hingegen sind immer noch zufällig verteilt, aber die durchschnittliche Anzahl von Photonen in einem Unterrahmen ist konstant (drei in der Karikatur). Was Sie sich vielleicht als Verteilung (gleichmäßig verteilte Photonen) vorstellen, ist eigentlich eine extrem seltene, die als Zahlenzustand bezeichnet wird . Diese entstehen unter ganz besonderen Umständen.

Um zum photoelektrischen Effekt zu kommen, stellen Sie sich einen Strom von Photonen vor, der auf ein Metallblech zukommt. Die Elektronen interagieren innerhalb eines kleinen Zeitrahmens, der im folgenden Cartoon durch ein blaues Kästchen dargestellt ist.

Sie können sehen, dass es sehr selten vorkommt, dass sich zwei Photonen gleichzeitig in der Box befinden. Und was auch immer für Elektronen Sie bekommen werden, wird hauptsächlich durch die Anregung einzelner Photonen verursacht.

Wenn wir jedoch die Intensität (Anzahl der Photonen in einem Zeitfenster) viel höher erhöhen, ist die Wahrscheinlichkeit höher, dass zwei Photonen in die blaue Box gelangen.

Wenn Sie nun diese Zwei-Photonen-Anregung erkennen möchten, müssen Sie die Einzelphotonen-Anregungen herausfiltern. Eine einfache Möglichkeit, dies zu tun, besteht darin, Photonen so auszuwählen, dass sie einzeln nicht genug Energie haben, um das Elektron anzuregen. Aber zwei zusammen tun sie.

Obwohl es möglich ist, ist es äußerst unwahrscheinlich, dass ein einzelnes Elektron zwei Photonen innerhalb eines winzigen Intervalls nacheinander auf genau die richtige Weise absorbiert. Da mit zunehmender Intensität die Anzahl der auf die Metalloberfläche einfallenden Photonen zunimmt, nimmt die Anzahl der emittierten Photoelektronen wahrscheinlich zu, obwohl die "beobachtete" kinetische Energie nicht wesentlich über eine bestimmte Sättigungsintensität hinaus anwächst

(auch wenn es vielleicht sehr wenige Glückliche gibt, aber ... wie von @Superfast Jellyfish gesagt, diese würden überschattet werden).

Der folgende Link könnte hilfreich sein Photoelektrischer Effekt – Warum absorbiert ein Elektron ein Photon?

Bei sehr hoher Intensität kann eine nichtlineare Absorption auftreten. Sie müssen mehr als ein paar Änderungen an Ihrem Setup vornehmen, um dies zu messen. „Zwei-Photonen-Absorption (TPA) ist die Absorption von zwei Photonen mit identischer oder unterschiedlicher Frequenz, um ein Molekül von einem Zustand (normalerweise dem Grundzustand) in eine höhere Energie, am häufigsten einen angeregten elektronischen Zustand, anzuregen. Die Energiedifferenz zwischen der beteiligte untere und obere Zustand des Moleküls ist gleich der Summe der Photonenenergien der beiden absorbierten Photonen.Die Zwei-Photonen-Absorption ist ein Prozess dritter Ordnung, typischerweise um mehrere Größenordnungen schwächer als die lineare Absorption bei niedrigen Lichtintensitäten unterscheidet sich von der linearen Absorption dadurch, dass die optische Übergangsrate aufgrund von TPA vom Quadrat der Lichtintensität abhängt, es sich also um einen nichtlinearen optischen Prozess handelt,https://en.wikipedia.org/wiki/Two-photon_absorption