Por que pode haver um lapso de tempo entre a incidência de um fóton e a emissão de um fotoelétron?

Porque: absorção, excitação intermediária, espalhamento e transporte do elétron até a superfície introduzem um tempo finito de resposta.

Explicação: Após a absorção do fóton o elétron pode ser excitado para níveis intermediários, sofrer colisões com outros elétrons ou fônons e percorrer uma distância até alcançar a superfície; esses processos geram atrasos mensuráveis (attoseconds–femtoseconds). A relação de energia continua sendo \(K_{\max}=h\nu-\phi\), mas não implica emissão instantânea.

Exemplo:
Considere um elétron com energia cinética \(K=5\ \text{eV}\) num filme metálico de espessura \(d=10\ \text{nm}\). A velocidade aproximada é
\(v\approx\sqrt{\dfrac{2K}{m_e}}=\sqrt{\dfrac{2\cdot5\ \text{eV}\cdot1{,}602\times10^{-19}\ \text{J/eV}}{9{,}11\times10^{-31}\ \text{kg}}}\approx1{,}3\times10^{6}\ \text{m/s}.\)
O tempo de trânsito é
\(t\approx\dfrac{d}{v}\approx\dfrac{10\times10^{-9}\ \text{m}}{1{,}3\times10^{6}\ \text{m/s}}\approx7{,}5\times10^{-15}\ \text{s}\) (≈7,5 fs), mostrando um atraso na faixa de femtossegundos devido ao transporte no material.