Photoelektrischer Effekt: Das Umgekehrte der Röntgenstrahlung erklärt

Der photoelektrische Effekt ist der wahre Gegenpol zu einem Mechanismus der Röntgenstrahlerzeugung.

• Röntgenstrahlerzeugung (charakteristische Strahlung): Hochenergetisches Elektron trifft ein Innerenschaltelektron des Targetatoms → Innerenschallücke → Außenschaltelektron fällt nach → emittiert charakteristisches Röntgenphoton.
• Photoelektrischer Effekt: Einfallendes Photon interagiert mit einem gebundenen Atom-Elektron → überträgt seine gesamte Energie → schleudert das Elektron aus (Photoelektron) → Atom wird ionisiert. Das Photon verschwindet; seine Energie = Elektronbindungsenergie + kinetische Energie des Elektrons.

Beim photoelektrischen Effekt entspricht die erforderliche Mindestphotonenenergie der Bindungsenergie des Elektrons (Ionisierungsenergie). Die kinetische Energie des ausgestoßenen Elektrons = Photonenenergie − Bindungsenergie.

Dies unterscheidet sich vom Comptoneffekt (Photon + freies/lockeres Elektron = Streuung) und der Paarbildung (hochenergetisches Photon → Elektron-Positron-Paar). Der photoelektrische Effekt dominiert bei niedrigeren Röntgenenergien (<50 keV) und hohen Ordnungszahlen.