Effetto Fotoelettrico: L'Inverso della Produzione di Raggi X Spiegato

L'effetto fotoelettrico rappresenta il vero inverso di uno dei meccanismi di produzione dei raggi X.

Produzione di Raggi X (Radiazione Caratteristica)

• Un elettrone ad alta energia colpisce un elettrone di shell interno dell'atomo bersaglio → crea una vacanza nella shell interna → un elettrone di shell esterna cade per riempire la vacanza → emette un fotone di raggi X caratteristico.

Effetto Fotoelettrico

• Un fotone incidente interagisce con un elettrone atomico legato → trasferisce tutta la sua energia → espelle l'elettrone (fotoelettrone) → l'atomo si ionizza. Il fotone scompare; la sua energia = energia di legame dell'elettrone + energia cinetica dell'elettrone.

Nell'effetto fotoelettrico, l'energia minima del fotone richiesta è uguale all'energia di legame dell'elettrone (energia di ionizzazione). L'energia cinetica dell'elettrone espulso = energia del fotone − energia di legame.

Questo fenomeno è distinto dall'effetto Compton (fotone + elettrone libero/debolmente legato = scattering) e dalla produzione di coppie (fotone ad alta energia → coppia elettrone-positrone). L'effetto fotoelettrico domina alle basse energie dei raggi X (<50 keV) e con numeri atomici elevati.