Fotoelektrisk effekt: Den omvendte proces af røntgenproduktion forklaret

Den fotoelektriske effekt er den sandfærdige omvendelse af én mekanisme bag røntgenproduktion.

Røntgenproduktion (karakteristisk stråling)

• Et højtenergetisk elektron rammer et inderskalelektron i et målatom → opstår en inderskalelektron-vakans → et yderskalelektron falder ned → sender et karakteristisk røntgenfoton ud.

Fotoelektrisk effekt

• Et indfaldende foton interagerer med et bundet atomært elektron → overfører al sin energi → udsender elektronet (fotoelektron) → atomet ioniseres. Fotonen forsvinder; dens energi = elektronens bindingsenergi + elektronens kinetiske energi.

Ved fotoelektrisk effekt svarer den mindste nødvendige fotonenergi til elektronens bindingsenergi (ioniseringsenergi). Det udsendte elektron's kinetiske energi = fotonenergi − bindingsenergi.

Dette skelner sig fra Comptoneffekten (foton + frit/løst elektron = spredning) og parproduktion (højtenergetisk foton → elektron-positron-par). Fotoelektrisk effekt dominerer ved lavere røntgenergier (<50 keV) og høje atomnumre.