光イオン化
光イオン化(ひかりイオンか、英語: photoionization)あるいは光電離(ひかりでんり)とは、入射光子によって原子・イオン・分子から一個ないしは複数個の電子が放出される物理過程である。これは、本質的には金属における光電効果に伴う過程と同一のものであるが、気体においてはこの「光イオン化」という用語がより一般的に用いられている。
放出された電子は光電子と呼ばれ、イオン化前の電子状態に関する情報を運ぶ。一例を挙げると、一個のみ放出された電子は、入射光子のエネルギー E photon から、放出されたときの状態における電子束縛エネルギー E bind を引いた値に等しい運動エネルギー E kin を持っている(E kin = E photon - E bind)。光子のエネルギーが電子束縛エネルギーに満たないときは、光子は吸光あるいは散乱され、原子やイオンを光イオン化することはない。
具体例として、水素のイオン化を考えてみよう。水素のイオン化エネルギー(電子束縛エネルギーに相当)は 13.6 eV であり、入射光子はこれより大きなエネルギーを有していなければならない。これは入射光の波長が 91.2 nm より短くなければならない、という条件に相当する。光子のエネルギーがこの条件を満たしている場合、放出された光電子のエネルギーは次の式で与えられる。
m v 2 2 = h ν − 13.6 e V {\displaystyle {mv^{2} \over 2}=h\nu -13.