Warum ändert sich die kinetische Energie eines Photoelektrons?

Dafür gibt es mehrere Gründe. In erster Linie werden die Elektronen in zufällige Richtungen aus der Metalloberfläche herausgeschleudert. Wenn Sie Dinge wie das "Stopppotential" messen, sind Sie nur empfindlich für Bewegungen in Richtungen, die das Photoelektron zur Anode tragen würden. Da Sie nur für Bewegungen in bestimmten Richtungen empfindlich sind, sehen Sie nur den Teil der kinetischen Energie entlang dieser bestimmten Richtung. Es ist diese kinematische Unordnung, die das Messen des Umkehrpotentials, das zum Stoppen des gesamten Stroms erforderlich ist, zur bevorzugten Methode zum Messen des photoelektrischen Effekts macht - die letzten gestoppten Elektronen sind diejenigen, bei denen der größtmögliche Teil der Energie des Photons in das Elektron floss Anode.

Zweitens haben die Valenzelektronen in Metallen Energien im sogenannten " Leitungsband ", was bedeutet, dass die Energie des Elektrons in einem Kontinuum existieren kann. Diese Tatsache, kombiniert mit der zufälligen Unordnung, die der Thermodynamik innewohnt, bedeutet, dass keine zwei Elektronen die gleiche kinetische Energie haben, bevor die Photonen sie treffen. Daher hat jedes Elektron eine etwas andere kinetische Energie, nachdem es aus dem Metall ausgestoßen wurde.

Von etwa gleichem Gewicht ist die Frequenzspreizung für das einfallende Licht. Sehen Sie, selbst wenn Ihr Licht von einer schön scharfen Atomlinie erzeugt wird, wie in einer Niederdruck-Quecksilberlampe, werden die Quecksilberatome im Gas einer thermischen Bewegung unterzogen, was zu einer Doppler-Verbreiterung der Linie führt .

"Wir wissen, dass die Energie der einfallenden Photonen alle gleich ist"

Nur wahr, wenn das einfallende Licht monochromatisch ist. Sehen Sie sich das Diagramm an, das zur Bestimmung des photoelektrischen Effekts verwendet wurde:

Es verwendet die maximale Elektronenenergie für eine bestimmte Frequenz, um nicht von der in der gewählten Antwort diskutierten kinematischen Dispersion abzuhängen.

Schauen Sie, mein Freund, Sie können das einfallende Photon als eine größere Kugel mit mehr Energie (in Bewegung) und das Elektron der Metalloberfläche als eine kleinere Kugel betrachten, die in einem schlammigen Bereich in Ruhe gehalten wird. Wenn die beiden Kugeln zusammenstoßen, wird die gesamte Energie von der größeren Kugel auf die kleinere übertragen. Die Energie der größeren Kugel wird in zwei Teile geteilt; Ein Teil der Energie hilft dem kleineren Ball, den Widerstand des schlammigen Bereichs zu überwinden, und der andere Teil der Energie liefert ihm kinetische Energie. Die zur Überwindung des Widerstands erforderliche Energie ist immer konstant, egal wie viel Energie der große Ball ihm zuführt, während der Rest der Energie dem kleineren Ball hilft, unterschiedliche Geschwindigkeiten zu erreichen. Die kleinere Kugel absorbiert die gesamte Energie der größeren Kugel und letztendlich wird ihre kinetische Energie variieren. Ebenso ist der schlammige Bereich nichts anderes als Austrittsarbeit des Metalls, das das Elektron an seinem Platz hält. Wenn die größere Kugel, dh das Photon, auf ein Elektron trifft, überträgt es die gesamte Energie darauf, sodass die zum Schlagen der Austrittsarbeit erforderliche Energie konstant bleibt und die restliche Energie zum Erhöhen der kinetischen Energie des Photoelektrons verwendet wird. ENERGIE VON PHOTON VARIIERT MIT VARIIERENDER LICHTFREQUENZ ... Daher variiert die kinetische Energie..

Hoffe du hast es verstanden!!!