Photoeffekt, Berechnung der Austrittsarbeit

Nightbreezer · Anmeldungsdatum: 04.04.2007 Beiträge: 36

Habe hier noch eine weitere Aufgabe wo ich nen kleinen Hinweiß bräuchte:

Eine kaliumbeschichtete Fotozelle wird mit Licht der Wellenlängen Lamda1= 493nm und Lamda2=405nm bestrahlt. Zwischen Ringanode und Fotokathode wird die Spannung U1=0,77V bzw. U2=1,31V gemessen. Berechnen Sie die Austrittsarbeit und die Konstante h.

Also ich bin soweit gekommen das ich weis das :

E=eU

1. 1,602*10^-19 C *0,77 V= 1,23 *10^-19 J

f=c/Lambda

3*10^8 m/s / 4,93*10^-7 m = 6,09 Hz

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Du kannst das ganze ja für beide Wellenlängen und dementsprechend für beide Spannungen hinschreiben.

Was bekommst du dann, wenn du alles jeweils in die Gleichung

Nightbreezer · Anmeldungsdatum: 04.04.2007 Beiträge: 36

Also ich habe ja die erste Gleichung

1,23*10^-19 J = 6,09 Hz * h - Wa

Dann habe ich die zweite gerade errechnet:

2,01*10^-19 J = 7,41 Hz * h - Wa

Beide nach Wa umgestellt:

1. Wa=6,09 Hz * h - 1,23*10^-19 J

2 Wa = 7,41 Hz * h - 2,01*10^-19 J

Dann gleichsetzen und nach h umstellen dann kommt raus:

h= 0,58 *10^-19 Js

und Wa dementsprechend

Wa= 2,2848 *10^-19 J

Stimmt das so?

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dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Die Rechenidee ist schonmal genau die richtige smile

Jetzt vergleiche mal die Werte, die du da herausbekommen hast, mit den Werten, die du erwarten würdest: Kann das schon stimmen?

Oder hast du dich eventuell irgendwo noch kräftig mit den Zehnerpotenzen verrechnet?

Nightbreezer · Anmeldungsdatum: 04.04.2007 Beiträge: 36

Ach hatte die *10^14 bei der Frequenz vergessen.

Also wäre h=5,91*10^-34 Js

und Wa: 2,37 *10^-19 J

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Und, macht das nun Sinn?

Magst du noch die so berechnete Austrittsarbeit in eV umrechnen, um noch leichter beurteilen zu können, ob das Sinn machen kann?

Nightbreezer · Anmeldungsdatum: 04.04.2007 Beiträge: 36

Also wären das nun 1,48 eV, wie soll ich denn jetzt beurteilen ob dies richtig ist?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Na, dass die Größenordnung deiner beiden Werte Sinn machen kann, das siehst du ja einfach am Vergleich mit dem bekannten Wert für h bzw. am Vergleich der Austrittsarbeit von Natriummetall (die du aus der anderen AUfgabe von eben schon kennengelernt hast) mit der von Kaliummetall, die du nun ausgerechnet hast. Beide liegen im Bereich von wenigen eV, also scheinst du nun mit der Größenordnung richtig zu liegen (Diesen Größenordnungs-Check für deine Ergebnisse solltest du immer machen, dann entwickelst du ein besseres Bauchgefühl für Größenordnungen und erkennst und vermeidest du dumme Zehnerpotenz-Rechenfehler viel leichter.)

Beim Zahlenwert selbst bist du dir ja wahrscheinlich schon recht sicher, dass du das richtig in deinen Taschenrechner eingetippt hast. Wenn es dir Spaß macht, könntest du vielleicht mal vergleichshalber schauen, ob du zufällig irgendwelche Literaturwerte findest, die du mit deinen Werten für die Austrittsarbeit von Kalium und Natrium vergleichen kannst.

Nightbreezer · Anmeldungsdatum: 04.04.2007 Beiträge: 36

Vielen dank erstmal.

Also habe es nochmals nachgerechnet und komme auf das gleiche Ergebnis.

wobei ich bei Wikipedia Gesehen habe das Die Austrittsarbeit mit 2,3 eV für Kalium definiert ist.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Hm, ich komme, wenn ich das mal selbst nachrechne und eintippe, mit den Werten dieser Aufgabenstellung auf Werte, die ein bisschen näher an den Literaturwerten dran liegen.

Magst du vielleicht mal deine komplette Rechnung so machen, dass du deine Zwischenergebnisse möglichst gar nicht rundest (z.B. durch Verwenden des Speichers im Taschenrechner?).

Oder indem du zuerst die kompletten Endformeln mit Variablen ausrechnest, und dann erst in diese Endformeln die konkreten Werte einsetzt?

Denn ich habe die Vermutung, dass deine teilweise doch etwas deutlicheren Abweichungen von meinen Ergebnissen vielleicht einfach nur an Rundungsfehlern durch zu starkes Runden der Zwischenergebnisse liegen könnten?

Nightbreezer · Anmeldungsdatum: 04.04.2007 Beiträge: 36

Ja habs nachgerechnet. Vielen dank! Schläfer

Maxx · Gast

Hallo, könntest du nochmal bitte kurz erklären wie man mit den beiden Gleichungen

1. Wa=6,09 Hz * h - 1,23*10^-19 J

2 Wa = 7,41 Hz * h - 2,01*10^-19 J

auf

h= 0,58 *10^-19 Js

und

Wa= 2,2848 *10^-19 J

kommt?

Danke