Letzte Stunde: Photoelektrischer Effekt Verlauf des Wirkungsquerschnittes als Funktion der Photonenergie 6 * cm 2 Fläche Wasserstoffatom 8 * cm 2 Abfall mit 1/E 3.5

h > E bind E e =h –E bind h > E bind E e = h –E bind -E exc 1 active electron2 active electrons Anregung nach n=2,3,4... Elektronenenergieverteilung:

Was beobachtete man: Elektronenenergie? Elektronenwinkelverteilung? Quantenmechanik: Winkelverteilung -> Drehimpuls

Physikalische Größe Operator

Y 00 = C 1 Y 10 = C 2 cos Y 11 = C 3 sin e i Y 20 =C 4 (2cos 2 –sin 2 ) Y 21 =C 5 (cos –sin e i Y 22 =C 6 sin 2 e 2i nlm (r,, )= R nl (r) T( ) lm P m ( ) = R nl (r) Y lm ( ) Polardarstellung: Abstand von (0,0) ist Funktionswert Z-Achse (Quantizierungsachse)

Wie misst man Drehimpuls In der Quantenmechanik?

Photo Effect One Photon + He He 1+ (1s) +e - photon direction Electric Dipole Interaction ONLY! rotational symmetric around polarization axis (linear) Fit Y l=1m=0 =cos 2

Energy 1s1s 2s2p

Angular distribution and photoionization measurements on the 2p and 2s electrons in neon K Codling, R G Houlgate, J B West and P R Woodruff J. Phys. B: At. Mol. Phys. 9 No 5 (1 April 1976) L83-L86 K CodlingR G HoulgateJ B WestP R Woodruff Neon 2p Photoionisation: Welches 2p absorbiert das Photon? hat der Endzustand l=0 oder l=2?

Photo Effect One Photon Energie: E e = E – E bind alle Energie im Elektron (Masse!) Impuls: k ion =-k e Drehimpuls: L=1 Drehimpuls im Elektron dominant bei kleinen E (Dipolnäherung)

Cos 2 Dipol PolarisationPhoton Wirklich nur L=1 ??? ->Bahndrehimpuls des Photons k r

Krässig et al, PRL keV Ar K

O C h O C h

Energy 1s1s 2s2p Woher kommen Drehimpulse: 0) Photonenspin 1 1)Nicht Dipol (bricht die vorne-hinten Symmetrie) 2)zweite Elektron nimmt Drehimpuls auf 3)Photoelektron kommt aus gemischter Schale (z.B. Neon 2p) Zusammenfassung Winkelverteilungen Atome:

Mehrelektronenprozesse

1.Welcher Zweielektronenprozesse gibt es? 2.Wieso gibt es die? Two birds with one bullet …

Energy 1s1s 2s2p Energy 1s1s 2s2p

1.Welcher Zweielektronenprozesse gibt es? 2.Wieso gibt es die? Two birds with one bullet …

0 Energy BIG Photon E >E bind How does 1 photon couple to 2 electrons?

0 Energiy 0 98% Single Ionization 2% Double Ionization Independent Electrons: NO double ionization! How does 1 photon couple to 2 electrons?

CCC Theory A.Kheifets JPB 34, L247 (2001) energy above thresholds (eV) Electron-scatteringShake-Off Mechanisms Final State e-e repulsion