Photoeffekt Elektronengeschwindigkeit

Schüler · Anmeldungsdatum: 05.05.2006 Beiträge: 175

Hallo
Wir haben eine Klausur geschrieben und da wurde in einer Aufgabe verlangt, welche Geschwindigkeit die schnellsten Elektronen haben, welche durch Licht herausgelöst werden
Das Licht hatte eine Frequenz zwischen 10^14Hz und 10^15 Hz
Genau weiß ich das nicht mehr.
Ich habe dort für die Geschwindigkeit einen Wert zwischen 7*10^5 und 8*10^5m/s herausbekommen.
Jetzt haben aber mehrere eine Überlichtgeschwindigkeit herausbekommen, was bei klassischer Rechnung durchaus denkbar ist, sofern die Frequenz hinreichend groß ist.
Jetzt frage ich mich ob der Lehrer nicht optimale Werte genommen hat und es aus klassischer Sicht tatsächlich zu einer Überlichtgeschwindigkeit kommt oder gleich mehrere falsch gerechnet haben. Ich bin verunsichert, weil bei der Besprechung hat jemand gesagt, dass er eine Überlichtgeschwindigkeit raus hat. Dann habe ich gesagt, dass es nicht sein kann und gleich darauf hat jemand zweites gesagt, dass er ebenfalls eine Überlichtgeschwindigkeit raus hat.
Dann kommt man schonmal ins Grübeln und fragt sich ob man vielleicht einen Denkfehler bei der Rechnung hat
Die Austrittsarbeit war glaub ich irgendwas um die 2ev.
Es kam nämlich schonmal in einer Arbeit vor, dass eine Überlichtgeschwindigkeit das Ergebnis war und dort ging es um die Beschleunigung von Elektronen in der Brownschen Röhre. Auch wenn wir die SRT nie wirklich behandelt haben, kommt man dann schon ins stutzen

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Die Energie der Photon ist höher wenn die Frequenz höher ist, damit hat das Elektron die meiste Energie, das mit dem Photon höchster Frequenz ausgelöst wurde:

Klassisch:

Mit Formeln der SRT muss man erst ab so 1 % der Lichtgeschwindigkeit rechnen. Das ist hier nicht der Fall. Wenn du es aber machst kommt folgendes raus:

Wie du siehst sind beide Wert fast gleich... die SRT macht sich erst in der 5ten Nachkommastelle bemerkbar.

Wie man hier auf Überlichgeschwindigkeit kommen kann ist mir schleierhaft !

Schüler · Anmeldungsdatum: 05.05.2006 Beiträge: 175

Danke für deine Antwort
Du hast es genauso gemacht wie ich es in der Arbeit gemacht habe.

Ich hab aber noch eine Frage zu dem Versuch
Wie kommt es, dass die Elektronen durch die Photonen ausgerechnet senkrecht zur Kathode in entgegengesetzter Photonenrichtung herausgelöst werden?
Warum bewegen sich die herausgelösten Elektronen nicht diffus durch die Gegend oder ist das vielleicht in de Realität so?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Einverstanden, die herausgelösten Elektronen werden sich in der Realität diffus durch die Gegend bewegen. smile

Aber für den gemessenen Effekt ("bei welchen Photonenenergien erreichen noch Elektronen die Anode, und bei welchen Photonenenergien nicht mehr, so dass kein Photostrom mehr fließt?") spielen ja nur Elektronen, die geradewegs in Richtung Anode fliegen, eine Rolle. Die anderen fliegen an der Anode, die sich ja negativ auflädt, vorbei. Deshalb rechnet man das ganze immer für die Elektronen, die auf geradem Weg von der Kathode zur Anode fliegen, so dass also ihre volle kinetische Energie zur Überwindung des Gegenfeldes verwendet werden kann.

Schüler · Anmeldungsdatum: 05.05.2006 Beiträge: 175

danke für die Antwort dermarkus

Bei mir ist das Problem ist, dass ich wegen solchen Kleinigkeiten oftmals durcheinander komme, weil das schlicht und weg in der Schule nicht gesagt wird. Es wird von Anfang an gesagt, dass die Elektronen herausgelöst werden und zur Anode fliegen.
Aber jetzt kommt es mir logisch vor, weil es mir unlogisch erschien, weshalb die Elektronen sich ausgerechnet in Richtung der Anode bewegen sollten