Der lichtelektrische Effekt ◦ Das Hallwachs-Experiment ◦ Photozelle Die Gegenfeldmethode ◦...

Quanteneffekte

Der lichtelektrische Effekt◦ Das Hallwachs-Experiment◦ Photozelle

Die Gegenfeldmethode◦ h-Bestimmung

Grenzen der klassischen Physik Lichtquantenhypothese Quellen

Gliederung

Auslösung von Elektronen aus Metalloberflächen durch Lichtbestrahlung

Der lichtelektrische Effekt

Das Hallwachs-Experiment

Beobachtungen:

Negative Aufladung: Elektroskop wird entladenPositive Aufladung: Elektroskop wird nicht entladenErhöhung der Lichtintensität hat keinen Effekt auf die Entladung

Lichtintensität: hat keinen Einfluss Lichtfrequenz: bestimmte Frequenzen

(z.B. rotes Licht) können keine Elektronen auslösen

Energiebetrachtung: EAustrittsarbeit+Ekin=ELicht

Ziel weiterer Experimente: Bestimmung der kinetischen Energie der ausgelösten Elektronen

Beobachtungen

Gegenfeldmethode

Durch eine Erhöhung der Frequenz des Lichts wird eine höhere Geschwindigkeit der ausgelösten Elektronen erreicht

Beobachtungen

h-Bestimmung

Linearer Zusammenhang:◦ Ekin=m*f+b

b=Austrittsarbeit(materialabhängig) m=Steigung (Planck'sche Konstante=h)

◦ h= E=h*f

Auswertung

1. Existenz einer Grenzfrequenz2. Unabhängigkeit der Energie der Elektronen

von der Intensität des Lichts3. Abhängigkeit der Energie der Elektronen von der Frequenz des Lichts4. Sofortiges Einsetzen des Photostroms

Grenzen der klassischen Physik

1. Licht besteht aus Photonen (Lichtquanten) der Energie h*f2. Monochromatisches Licht besteht aus gleich energiereichen Photonen 3. Eine höhere Anzahl von Photonen pro Zeiteinheit bewirkt ein Ansteigen der Lichtintensität4. Die Energie von Photonen wird entweder ganz oder gar nicht übertragen

Einstein‘sche Lichtquantenhypothese

http://www.joerg-rudolf.lehrer.belwue.de/j/images/physik_os/quanten/photoeffekt.pdf

http://www.leifiphysik.de/web_ph10_g8/umwelt_technik/09photoeff_vert/vertiefung.htm

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fc/Fotoelektrischer_Effekt.svg

Quellen