Lavoro di estrazione
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In fisica il lavoro di estrazione (solitamente indicato con W) è l'energia minima che occorre fornire per estrarre un elettrone da un metallo. Questa energia dipende dal tipo di metallo e si aggira in genere intorno a qualche elettronvolt.
L'energia può essere fornita al metallo in diverse forme. Quando l'energia viene fornita riscaldando il metallo si parla di effetto termoionico. Quando l'energia viene trasmessa da un fotone, si parla di effetto fotoelettrico. Come scoprì per primo Einstein, quando un fotone di energia E colpisce un elettrone all'interno di un metallo, l'energia del fotone si può trasferire direttamente all'elettrone. Se questa energia è sufficiente, esso può evadere dal materiale.
All'interno di un materiale gli elettroni di conduzione al massimo possiedono una energia pari al livello di Fermi, ovviamente tale energia è insufficiente a consentire agli elettroni di lasciare il materiale scavalcando la barriera energetica superficiale.
Lo scavalcamento della barriera richiede che agli elettroni, con energia pari all'energia di Fermi, venga aggiunta una quantità di energia pari al lavoro di estrazione W. Agli elettroni con stato energetico iniziale inferiore all'energia di Fermi occorre fornire un'energia prporzionalmente superiore.
Un elettrone esattamente al livello di fermi colpito da un fotone di energia
dove f è la frequenza del fotone e h la costante di Planck, verrà strappato al metallo solo se E > W ovvero se la frequenza della radiazione incidente è maggiore di una soglia minima:
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