Photoelektrischer Effekt: Kurve und Steigung derselben?

muli300 · Anmeldungsdatum: 11.01.2008 Beiträge: 15

Hallo,

ich habe zum photoelektrischen Effekt (hoffe, das gehört hierher) eine Frage.
Und zwar habe ich dort eine Lampe immer weiter von der Zinkplatte, auf der der Effekt beobachtet wurde, weggeschoben (je 1 cm).

Die Spannung wurde gemessen und gegen den Abstand aufgetragen (doppeltlogarithmisch).

Es resultierte eine Gerade aus den Daten mit einer Steigung von ca. (-1) im Schnitt.

So weit, so gut.

Nun ist das Abstandsgesetz, was wir gegeben haben für Kugelwellen I ~ 1/r² (wenn r = Abstand, I = Intensität).

Bei diesem Versuch kommt es offensichtlich dazu, dass diese Steigung von (-2) nicht zustande kommt.

Das soll angeblich etwas mit zylindrischen statt kugelförmigen Wellen zu tun haben.

Und das ist der Punkt, an dem ich nicht weiterkomme.
Wie kann ich das aus dem Abstandsgesetz von Kugelwellen erschließen?
Bzw. wie kann ich da etwas umformen oder umrechnen, um dieses "andere" Abstandsgesetz zu erklären?

Wäre euch für alle Hilfen sehr dankbar.

mfg
muli300

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Da diese Aufgabe mehr zum Thema "Abstrahlcharakteristik einer Lichtquelle" als zum Thema Photoeffekt passen dürfte, ist sie tatsächlich hier in der Elektrik sinnvoller aufgehoben als in der Quantenphysik, wo sonst bei uns die Themen zum Photoeffekt hinkommen.

Vermute ich richtig, dass ihr nicht wirklich die Spannung zwischen Photokathode und Anode auftragt, sondern vielmehr den gemessenen Fotostrom? (Ich meine das, was du ganz knapp als "Die Spannung" bezeichnet hast.)

Magst du mal genau dazusagen, wie die Lichtquelle aussieht, die ihr da verwendet habt? War das eher eine ziemlich punkt- oder kugelförmige Lichtquelle (bei der man eher eine 1/r^2 -Abhängigkeit der Strahlungsintensität erwarten würde), oder war das eher eine längliche Lichtquelle, also wie zum Beispiel eine Leuchtstoffröhre, die vielleicht sogar noch so lang war, dass ihre Länge immer noch eher größer war als die Abstände zwischen Lichtquelle und Zinkplatte in eurem Versuch?

muli300 · Anmeldungsdatum: 11.01.2008 Beiträge: 15

Hm, also gemessen haben wir wohl den Strom, das Ganze war allerdings eine komplette Apparatur, ohne dass wir direkt den Schaltkreis gesehen hätten.

Ich kann nur mutmaßen.

So gesehen hatten wir die Zinkplatte (in einer Glashaube, die natürlich zur Lampe hin eine Öffnung hatte und die man abnehmen konnte, um die Zinkplatte zu abzuschmirgeln) und dann (nebst Lampe und Maßband für den Abstand) noch zwei Steckplätze in der Apparatur, wo ein Voltmultimeter oder so (großer Drehknopf, wo man versch. Bereiche einstellen kann, zeigt Spannung an) angeschlossen wurde, mit dem wir gemessen haben.

Es könnte, da ich meine, dass mir auf Nachfrage etwas von einer Schaltung mit ohmschem Widerstand im Inneren erzählt worden ist, durchaus qualitativ der Strom gemessen worden sein - vor dem Hintergrund des genannten Widerstands und dem, dass wir ja mit dem "weißen" Licht der Lampe (ohne Filter etc.) ja für Austrittsenergie gesorgt haben und somit Elektronen ja "abgeflossen" sind.

Die Lichtquelle war eine zylindrische Lampe.

Als Erklärung hätte ich mir zurechtgebastelt, dass ich (allerdings nur per definitionem) weiß, dass Kugelwellen etc. das Abstandsgesetz von 1/r² haben, während zylindrische 1/r folgen...

Da meine Lampe "zylindrisch" ist und ich in der Tat bei doppellogarithmischer Auftragung ca. eine Steigung (bei Spannung über steigendem Abstand) von ca. -1,01... bekomme, würde ich mich darauf berufen.

Damit bin ich allerdings nicht so recht zufrieden, da ich nicht weiß, ob eine zylindrische Lampe = zylindrische Wellen heißt bzw. ob ich nicht irgendwie (ohne dass es zu komplex wird) dieses Abstandsgesetz begründen kann...

Ich hoffe, anhand dieser Angaben ist es möglich, mir zu helfen.
Herzlichen Dank schon mal!

mfg
muli300

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788