probleme de compréhension sur l'effet photoélectrique

[linu]

Bonjour,

J'ai vu dans mes cours d' électromagnétisme que la lumière était composée d'une composante électrique et magnétique. Je ne m'intéresse que de la composante électrique. Si une onde de fréquence quelconque frappe un conducteur alors celle ci va mettre en mouvent les électrons du métal car la composante électrique de mon onde va exercé une force f=qE.
Mais l'effet photoélectrique me dit que les ondes basses fréquences n'ont pas assez d' énergie pour éjecter l’électron de l'atome et ainsi de le mettre en mouvement.

donc si j’émets de l'information en basse fréquence, je ne pourrais jamais récupérer le message car les électrons de mon antenne n'auront pas assez d'énergie pour quitter l'atome et se déplacer ?
Je pense que je mélange tout...

Merci pour votre aide
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[un_copain]

Salut,
Peut être que voir le problème en terme d'énergie ça peut t'aider.
Regarde le diagramme de bande de ton matériau. L'énergie nécessaire pour arracher un électron c'est la différence entre le niveau de fermi et le niveau de vide.
L'énergie d'un photon, c'est E=hν (avec ν la fréquence).

Tu as bien une énergie seuil, (donc une fréquence minimale) en dessous de laquelle tu ne pourras pas avoir d'effet photoélectrique, l'électron restera sur son atome. Et si la fréquence est suffisante, l'électron est arraché et conserve le reste de l'énergie en énergie cinétique.

[un_copain]

Après relecture, je pense que j'ai compris ton soucis. Un conducteur n'a pas besoin d'énergie pour avoir des électrons non liés (on peut voir ça dans le diagramme de bande également). Les charges sont libres de se déplacer dans le métal, au grès du champs électrique extérieur. Aucun effet photoélectrique là dedans. (dans le même esprit, on a pas besoin d'éclairer un fil de cuivre pour que celui ci transporte de l'électricité)

Donc je pense qu'il faut revoir la définition d'un conducteur, des électrons libres et de l'effet photoélectrique

[Deedee81]

Salut,

Juste pour mettre les choses au clair (enfin j'espère). Je vais bien séparer.

Il y a en effet un mélange entre plusieurs choses.

1) Les électrons libres. Il y a les électrons qui se baladent dans l'air (pas longtemps, c'est loin d'être vide l'air ) ou dans le vide, par exemple dans un tube à vide du style diode.
Et il y a les électrons libres dans un matériau (conducteur ou semi-conducteur). Mais ils restent liés à la substance. Voir https://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%A9orie_des_bandes (article fort court, le sujet mérite quand même plus que ça mais il y a des liens et des références).

Deux expressions identiques pour deux choses différentes, désolé, c'est comme ça !!!!! Le contexte permet de distinguer.

2) L'effet photo-électrique. Ce sont des électrons arrachés d'un métal (et qui partent hors du métal). Ce ne sont pas nécessairement des électrons liés à un atome particulier, ce ne sont pas des électrons de valence, mais plutôt des électrons libres dans le métal.
Voir la première réponse de un_copain et https://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_...C3%A9lectrique

C'est un effet purement quantique. On ne peut pas l'expliquer par l'électromagnétisme classique, loin de là.

3) Une antenne, ce n'est pas l'effet photoélectrique. Là l'électromagnétisme classique suffit. Ce sont les électrons libres du métal qui oscillent dans le métal (comme un courant, pas d'effet photoélectrique) sous l'influence du champ électrique. Voir aussi la deuxième réponse de un_copain.

[A voir en vidéo sur Futura]

[linu]

Merci Deedee81 pour ta réponse tres complete, tu m'as dit tout ce dont j avais besoin.