Photoeffekt - Austrittsarbeit bei einer Cäsium-Kathode

tobi_bchnr · Gast

Meine Frage:
Hallo,
um mich auf meine bevorstehende Leistungskurs-Klausur in Physik vorzubereiten, möchte ich gerne ein paar Übungsaufgaben rechnen, um mich mit dem Thema vertraut zu machen. Dazu gehören auch Transferaufgaben, die über meine bisherige Erkenntnisse hinausgehen. Um meine Ergebnisse zu überprüfen, würde ich gerne Leute fragen, die bereits mit der Materie "Kontakt hatten".

a) Wie groß ist jeweils die Energie der Photonen des Lichtes der roten (lambda = 680nm), gelben (lambda = 577,6nm), grünen (lambda = 546nm) und blauen (lambda = 435,7nm) Linie einer Quecksilberdampflampe?

b) Die Austrittsarbeit bei einer Cäsium (Cs)-Kathode beträgt etwa 2eV. Welche der oben genannten Linien tragen zum Photostrom einer Cs-beschichteten Photozelle bei, welche nicht?

c) Wie groß ist jeweils die maximale kinetische Energie, mit der die Elektronen die Metallschicht verlassen?

Bereits zuvor möchte ich mich für eure Antworten bedanken!

Meine Ideen:
a)
c = \lambda \cdot f
f = \frac{c}{\lambda}
frot = \frac{3\cdot 10^{8} \frac{m}{s} }{680\cdot 10^{-9} m }
frot = 4,4087 \cdot 10^{14} \frac{1}{s}
W = h\cdot f
Wrot = 6,626 \cdot 10^{-34} Js \cdot 4,4087 \cdot 10^{14} \frac{1}{s}
Wrot = 2,92 \cdot 10^{-19} J

fgelb = 5,19 \cdot 10^{14} \frac{1}{s}
Wgelb = 3,4391 \cdot 10^{-19} J

fgrün = 5,49 \cdot 10^{14} \frac{1}{s}
Wgelb = 3,638 \cdot 10^{-19} J

fblau = 6,88 \cdot 10^{14} \frac{1}{s}
Wblau = 4,5592 \cdot 10^{-19} J

b)
Wa = 2eV
Wa = 2eV \cdot e
Wa = 2eV \cdot 1,602 \cdot 10^{-19} C
Wa = 3,204 \cdot 10^{-19} J

e \cdot U = h \cdot f - Wa
U = \frac{h \cdot f}{e} - \frac{Wa}{e}
Urot = \frac{,626 \cdot 10^{-34} Js \cdot 4,4087 \cdot 10^{14} \frac{1}{s}}{1,602 \cdot 10^{-19} C} - \frac{3,204 \cdot 10^{-19} J}{1,602 \cdot 10^{-19} C }
Urot = - 0,176 V
Also tragen die roten Linien nicht zum Photostrom bei, habe ich das richtig verstanden?

Ugelb = + 0,146 V
Ugrün = + 0,270 V
Ublau = + 0,845 V
Und die Linien der anderen Lichter (gelb, grün, blau) tragen zum Photostrom bei, nicht wahr?

c)
e \cdot U = \frac{1}{2} \cdot me \cdot v^{2}
2 \cdot e \cdot U = me \cdot v^{2}
\frac{2 \cdot e \cdot U}{me} = v^{2}
\sqrt{\frac{2 \cdot e \cdot U}{me}} = v
Ugelb = + 0,146 V
me = 9,11 \cdot 10^{-31} kg
\sqrt{\frac{2 \cdot 1,602 \cdot 10^{-19} C \cdot 0,146V}{9,11 \cdot 10^{-31} kg}} = vgelb
vgelb = 226622,0385 \frac{m}{s}
vgelb = 2,266 \cdot 10^{5} \frac{m}{s}

vgrün = 308182,2319 \frac{m}{s}
vgrün = 3,081 \cdot 10^{5} \frac{m}{s}

vblau = 545197,767 \frac{m}{s}
vblau = 5,451 \cdot 10^{5} \frac{m}{s}