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til_d_aus_g
Anmeldungsdatum: 21.03.2005
Beiträge: 33
Wohnort: Göttingen
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 til_d_aus_g Verfasst am: 08. Mai 2005 10:46 Titel: Fotoelektronen |
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hey, habe folgende aufgabe und die lösung die gegeben ist, verstehe ich z.T. nicht ganz!
Versuch
Mit sichtbarem Licht werden Elektronen aus einer Fotozelle herausgelöst welche einen angeschlossenen Kondensator aufladen.
Aufgabe
Die Spannung am Kondensator ändert sich schrittweise mit jedem Fotoelektron. Wie hängt der zeitliche Verlauf der Kondensatorspannung während der Aufladung von der Intensität, wie von der Frequenz ab.
Lösung
MIt der INtensität des LIchts erhöht sich die Zahl der Fotoelektronen pro Zeiteinheit, also der Aufladestrom. Bei einem KOndensator ist die Spannungänderung pro Zeit proportional zum Strom. Also ist die Spannungsänderung pro Zeit am KOndensator ein Maß für die Intensität.
Bei gliecher INtensität und großer Frequenz werden weniger Fotoelektronen ausgelöst als bei kleiner Frequenz. Bei blauem Licht wird der KOndensator also langsamer aufgeladen als bei rotem Licht gleicher Intensität. Der Ladevorgang erfolgt bei blauem Licht (hoher Frequenz) bis zu höheren SPannung, da die Fotoelektronen im Vergleich zur Beleuchtung mit rotem Licht eine höhe kinetische Energie besitzen.
Den Teil der fett ist verstehe ich nicht. Der Rest ist klar! Aber wieso werden bei hoher Frequenz weniger Elektronen ausgelöst. Hätte eher erwartet dass es andersrum ist!
HOffe ihr könnt mir helfen!
Danke,
Til |
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Nikolas
Ehrenmitglied
Anmeldungsdatum: 14.03.2004
Beiträge: 1873
Wohnort: Freiburg im Brsg.
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| Nikolas Verfasst am: 08. Mai 2005 11:15 Titel: |
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Ich würde sagen, dass das falsch ist. Die Anzahl der Fotoelektronen hängt nicht von der Frequenz ab (so lange sie über der Grenzfrequenz ist)
_________________
Nikolas, the mod formerly known as Toxman.
Erwarte das Beste und sei auf das Schlimmste vorbereitet. |
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para
Moderator
Anmeldungsdatum: 02.10.2004
Beiträge: 2874
Wohnort: Dresden
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| para Verfasst am: 08. Mai 2005 11:41 Titel: Re: Fotoelektronen |
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| til_d_aus_g hat Folgendes geschrieben: | Lösung
MIt der INtensität des LIchts erhöht sich die Zahl der Fotoelektronen pro Zeiteinheit, also der Aufladestrom. Bei einem KOndensator ist die Spannungänderung pro Zeit proportional zum Strom. Also ist die Spannungsänderung pro Zeit am KOndensator ein Maß für die Intensität.
Bei gleicher Intensität und großer Frequenz werden weniger Fotoelektronen ausgelöst als bei kleiner Frequenz. Bei blauem Licht wird der KOndensator also langsamer aufgeladen als bei rotem Licht gleicher Intensität. Der Ladevorgang erfolgt bei blauem Licht (hoher Frequenz) bis zu höheren SPannung, da die Fotoelektronen im Vergleich zur Beleuchtung mit rotem Licht eine höhe kinetische Energie besitzen. |
Du hast recht, das klingt auf den ersten Blick etwas widersinnig - aber genau genommen macht es doch Sinn.
Der Knackpunkt ist das "gleiche Intensität", was ja bedeutet, dass in der gleichen Zeit auf die gleiche Fläche die gleiche Energie eingestrahlt wird. Photonen mit höherer Frequenz haben ja laut E=h*f eine höhere Energie als langwelligere Kollegen, also braucht man für die gleiche Intensität weniger Photonen der kurzen Wellenlänge als der längeren. Bei der Bestrahlung mit blauem Licht treffen daher bei gleicher Intensität pro Zeit- und Flächeneinheit weniger Photonen auf die Fotozelle. Da aber jedes Photon bekanntlich nur ein Elektron herausschlagen kann, werden bei der Bestrahlung mit blauem Licht pro Zeiteinheit weniger Elektronen emmitiert. - Daher dauert der Aufladevorgang des Kondensators auch länger.
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Formeln mit LaTeX |
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til_d_aus_g
Anmeldungsdatum: 21.03.2005
Beiträge: 33
Wohnort: Göttingen
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| til_d_aus_g Verfasst am: 08. Mai 2005 12:09 Titel: |
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ok cool, d.h. es dauert zwar länger aber trotzdem wird der kondensator letztlich stärker aufgeladen... puh, damit muss man sich erstmal abfinden  |
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til_d_aus_g
Anmeldungsdatum: 21.03.2005
Beiträge: 33
Wohnort: Göttingen
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| til_d_aus_g Verfasst am: 08. Mai 2005 16:03 Titel: |
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Ok, noch mal verständnishalber:
zu einem grenzwert der spannnung kommt es, weil die elektronen irgendwann "nicht mehr gegen die spannung ankommen", oder?
Mein BUch sagt:
"Die Fotoelektronen laden den Kondensator auf. Da die Spannung U am Kondensator proportional zur Ladung ist, steigt auch die Spannung."
Normalerweise gilt doch U=W/Q, d.h. U ist umgekehrt proportional zur ladung? ist hier eine andere ladung gemeint?! |
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Gast
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| Gast Verfasst am: 08. Mai 2005 19:16 Titel: |
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Die Spannung ist proportional zur Ladung!!
(umgekehrt würde, Kondensator leer = max. Spannung bedeuten, jeder Kondensator hätte im Leerzustand maximale Spannung, gleich welcher Typ und Größe, was fast U=oo erzwingen würde ...) |
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