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Anwendung Einstein-Gleichung - Fotoeffekt, Fotozelle
 
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Dirk
Gast





Beitrag Dirk Verfasst am: 20. Nov 2005 22:47    Titel: Anwendung Einstein-Gleichung - Fotoeffekt, Fotozelle Antworten mit Zitat

Hallo Zusammen!

Ich habe folgende Aufgabe und kann sie nicht lösen:

Mit einer Vakuumfotozelle wird ein Versuch nach der Gegenfeldmethode durchgeführt. Dabei misst man für Licht der Wellenlänge lambda1 = 546nm bzw. lambda2 = 4,36nm die Gegenspannung U1=0,33V bzw. U2=0,9V.

a) Berechnen Sie mit diesen Daten den nummerischen Wert des Planckschen Wirkungsquantums!
b) Berechnen Sie die minimale Austrittskraft der Fotoschicht!
c) Identifizieren Sie das Fotokathodenmaterial!
d) Berechnen Sie die Geschwindigkeit der vom 546nm-Licht ausgelösten schnellsten Fotoelektronen unmittelbar nach Verlassen der Fotoschicht!
e) Von wlecher Wellenlänge ab ist bei dieser Fotozelle der lichtelektrische Effekt beobachtbar?

----------
a hab ich hinbekommen, allerdings hab ich da 6,56 * 10^-34 raus, anstatt 6,62 * 10^-34

bei b muss ich ja die Formel Wmax = h * f - Wa mit 1/2 * m * V² gleichsetzten und dann nach V umstellen. Aber wie groß ist hier Wa? Wie kommt man darauf?

Danke schonmal für eure Hilfe.
Gruß Dirk
Gast






Beitrag Gast Verfasst am: 22. Nov 2005 20:15    Titel: Antworten mit Zitat

Ich gehe mal davon aus, dass lamda2 436nm sind - sonst macht das ganze keinen Sinn. Prost

Ich komme für h auf 6,59*10^-34 Js. Das hängt zum einen natürlich davon ab, welchen Wert man für die Elektronenladung nimmt, zum anderen kann man die vermeintlichen Messwerte gar nicht so genau angeben, dass wirklich exakt der Tafelwerkwert rauskommt. Also mach dir da mal keine Gedanken.

Wenn du die beiden Messpunkte verbindest bekommst du ja indirekt die Gerade der kinetischen Energie in Abhängigkeit von der Frequenz des eingestrahlten Lichtes. Deren Anstieg ist h. Der Energiewert, bei dem diese Gerade die Y-Achse schneidet ist die Austrittsarbeit. Anhand derer kannst du auch das Material identifizieren.

Mit der Geraden bekommst du auch die kinetische Energie (und damit die Geschwindigkeit) für 546nm-Licht. Und ab wann der Fotoeffekt auftritt sieht man auch an dem Graphen.




http://www.physik.tu-dresden.de/~ronnye/images/fotoeffekt2.gif
(Bild: physik.tu-dresden.de)

[mein post, para]
Dirk
Gast





Beitrag Dirk Verfasst am: 29. Nov 2005 15:18    Titel: Antworten mit Zitat

Super, danke für deine Hilfe! Folgendes Hatte ich da raus. Aber ich habe eine Frage zu der Formel in Aufgabe d)

So habe ich das nun gemacht:
a) geg.: lambda1 = 546nm --> f1 = C / lambda1 = 5,49 * 10^14 Hz
lambda2 = 436nm --> f2 = C / lambda2 = 6,88 * 10^14 Hz
U1 = 0,33V
U2 = 0,9V

h * f = WA + e * U1 | -e * U1
WA = h * f – e * U1

Formel gleichsetzten:

h * f1 – e * U1 = h * f2 – e * U2 | - h * f | + e * U1
h * f1 – h * f2 = e * U1 – e * U2 | h ausklammern
h (f1 – f2) = e * U1 – e * U2 | : (f1 – f2)
h = (e * U1 – e * U2) / (f1 – f2)
h = 6,59 * 10^-34


b) h * f = WA + e * U1 | - e * U1
WA = h * f – e * U1
WA = 3,11 * 10^-19 J

c) Es handelt sich um den Stoff Cäsium

d) So, nun zu meinem Anliegen. Ich hab die Formel umgestellt, komm aber nicht auf das richtige Ergebnis (Ergebnis soll 3,5 * 10^5 m/s sein)

h * f = WA + e * U | -WA
h * f – WA = e * U | e * U =
h * f – WA = ½ m * V² | *2 | : m
V² = (h * f – WA) * 2/m | Wurzel ziehen
V = Wurzel aus( (h * f – WA) * 2/m )
V = Wurzel aus( ( 6,626 * 10^-34 Js * 5,49 * 10^14 1/s – 3,11 * 10^-19 J) * 2 / 9,1*10^ -31 )
V = 1,549 * 10^-25
------------
Wo habe ich hier den Fehler?

Gruß Dirk
Gast






Beitrag Gast Verfasst am: 29. Nov 2005 15:44    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Wo habe ich hier den Fehler?


Du hast dich schlicht und einfach verrechnet. Bis auf den Zahlen wert unten stimmt die Rechung. Ich habs grad mit den Werten durchgerechnet und kommen auf das angegebene Ergebniss. Wahrscheinlich hast du beim Eintippen eine Klammer vergessen oder sowas.
Dirk
Gast





Beitrag Dirk Verfasst am: 29. Nov 2005 16:02    Titel: Antworten mit Zitat

Also ich hab das so in meinem Taschenrechner eingegeben:

Wurzel aus (((6,626*10^-34)*(5,49*10^14)-(3,11*10^-19)) / (2/(9,1*10^-31)))

Gruß Dirk
Gast






Beitrag Gast Verfasst am: 29. Nov 2005 16:06    Titel: Antworten mit Zitat

Dirk hat Folgendes geschrieben:
Wurzel aus (((6,626*10^-34)*(5,49*10^14)-(3,11*10^-19)) / (2/(9,1*10^-31)))


Oben stand da noch ein *. Augenzwinkern
Gast






Beitrag Gast Verfasst am: 29. Nov 2005 16:14    Titel: Antworten mit Zitat





Dirk
Gast





Beitrag Dirk Verfasst am: 29. Nov 2005 16:24    Titel: Antworten mit Zitat

Anonymous hat Folgendes geschrieben:
Dirk hat Folgendes geschrieben:
Wurzel aus (((6,626*10^-34)*(5,49*10^14)-(3,11*10^-19)) / (2/(9,1*10^-31)))


Oben stand da noch ein *. Augenzwinkern


Stimmt. Ein * muss da auch hin...aber dann hab ich ... hey ich habs:

340547,07 m/s

Stimmt das dann?
Gast






Beitrag Gast Verfasst am: 29. Nov 2005 17:14    Titel: Antworten mit Zitat

Du hast doch schon die erwünschte Antwort geschrieben...
Dirk
Gast





Beitrag Dirk Verfasst am: 29. Nov 2005 19:33    Titel: Antworten mit Zitat

Anonymous hat Folgendes geschrieben:
Du hast doch schon die erwünschte Antwort geschrieben...


Schon, aber laut Lehrer kommt da 3,5 * 10^5 raus
Da ich 3,4 * 10^5 raus habe, frage ich mich, wo da (bei meinem Lehrer) ein Rundungsfehler aufgetreten ist.

Aber 3,4 scheint ja stimmen. Besten Dank euch allen Mit Zunge Prost
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