L'énergie transportée par les photons.

[clemacort]

Bonjour, je ne comprends pas pourquoi la lumière ultraviolette produit de l'électricité lorsqu'elle éclaire une plaque métallique et pas la lumière infrarouge. En reprenant la formule de l'énergie transportée par les photons, je comprends pourquoi la lumière ultraviolette transporte plus d'énergie que l'infrarouge mais l'infrarouge en transporte quand même aussi, alors pourquoi l'infrarouge n'engendre-t-il pas d'électricité, même un petit peu?? merci d'avance pour vos réponses!

PS: Cette question me vient d'après ce qui est dit dans cette vidéo entre 6:00 et 6:20. ( https://www.youtube.com/watch?v=L5B3frVR8LM )
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[Deedee81]

Bonjour,

bienvenue sur Futura.

La raison en est que l'énergie du photon sert à :
- arracher l'électron au réseau cristallin (métal ou semi-conducteur en général), ce qui a une valeur minimale qui est l'énergie de liaison (*)
- à donner une certaine énergie cinétique à l'électron

(*) Cela implique un seuil. Si l'énergie de liaison est E, alors il faut au moins des photons d'énergie E=h.nu, et donc une fréquence au moins nu. Pour la plupart des métaux, cela se situe dans le domaine des ultraviolets.

[clemacort]

Bonjour,
un tout grand merci pour votre réponse! Cela résous tous mes problèmes!

[LPFR]

Bonjour.
Je me permets d’ajouter une petite correction.
Les électrons plus faciles à extraire sont ceux avec le plus d’énergie. Ce sont les électrons libres dans un métal. Ils sont placés au niveau de Fermi et un peu au dessus.
Ils reçoivent toute l’énergie du photon qui devient leur énergie cinétique. Mais ils partent dans n’importe quelle direction.
Seule ceux qui partent vers la surface ont une chance de sortir du métal.
Encore il faut qu’ils aient une énergie suffisante pour vaincre le « travail de sortie » (work function) qui est de quelques eV dans les métaux. Donc, comme l’a dit Deedee81, il faut que les photons soient assez énergétiques pour obtenir de la photoémission.
Pour certains métaux, il faut des photons dans l’ultraviolet, mais pour certains métaux, notamment les alcalins et les alcalino-terreux, les photons de la lumière visible suffissent.
Finalement, le travail de sortie ne dépend du volume du métal, mais exclusivement de ce qu’il y a à la surface. On peut diminuer le travail de sortie avec une couche très mine d’un bon composé chimique.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]