Ich verstehe, dass die Austrittsarbeit empfindlich auf die Oberfläche reagiert. Aber ich verstehe nicht, wie das angesichts des folgenden Szenarios nicht gegen die Energieeinsparung verstößt:
Angenommen, es gibt zwei Elektronen auf dem Fermi-Niveau. Ein Photon kommt mit Energie herein und trifft auf eines dieser Elektronen. Das Photon hatte einen solchen Impuls, dass das Elektron in eine bestimmte Richtung und durch die Oberfläche A abgeht, wodurch es kinetische Energie hat und hat potentielle Energie . Jetzt kommt ein weiteres Photon herein, mit gleicher Energie, aber Impuls in einer anderen Richtung, so dass das Elektron, auf das es trifft, in eine andere Richtung geschickt wird, so dass es den Kristall durch die Oberfläche B verlässt. Jetzt hat dieses Elektron kinetische Energie und hat die gleiche potentielle Energie von . Bedingt die Energieerhaltung nicht, dass die beiden Austrittsarbeiten daher gleich sind?
dh die beiden Elektronen beginnen im gleichen Zustand, werden beide von Photonen gleicher Energie angeregt, enden dann beide im Vakuum, haben aber angeblich unterschiedliche Energien aufgrund der besonderen Oberfläche, durch die sie ausgestoßen wurden.
Die Auflösung dieses Paradoxons besteht darin, zu erkennen, dass die Elektronen aus zwei verschiedenen Anfangszuständen stammen , von denen einer von der Oberfläche A photoemittiert wird, , und die andere Fläche B, . Da die Anfangszustände für Ihre beiden Szenarien unterschiedlich sind, haben sie natürlich unterschiedliche Bindungsenergien (dh unterschiedliche Startpotentialenergien), sodass Sie erwarten, dass sie auch nach der Photoemission unterschiedliche kinetische Energien haben werden. Somit liegt keine Verletzung des Energieerhaltungssatzes vor.