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Hugh
Anmeldungsdatum: 14.06.2016
Beiträge: 2
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 Hugh Verfasst am: 29. Jun 2016 20:30 Titel: Verständnis Energieübertragung Welle/lichtelektrische Effekt |
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Hallo zusammen,
ich setze mich gerade mit dem lichtelektrischen Effekt auseinander und versuche dabei zu verstehen, wie die Energie durch Wellen übertragen werden würde (wenn die klassische Physik benutzt werden würde).
Die EM Wellen haben eine Intensität, welche demnach die Energie auf das Elektron überträgt. Eine höhere Intensität würde eine höhere kinetische Energie der Elektronen erzeugen.
Wieso bräuchte eine Welle mit niedriger Intesität eine längere Zeit ein Elektron auszulösen als ein einzelnes Photon?
Kann mir jemand die Energieübertragung durch EM Wellen verdeutlichen? |
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gloriaiskra
Anmeldungsdatum: 09.05.2016
Beiträge: 15
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| gloriaiskra Verfasst am: 30. Jun 2016 07:21 Titel: |
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Wenn du es mit dem Modell der Photonen betrachtest, dann werden erst aber einer bestimmten Wellenlänge ( oder Frequenz) Elektronen ausgelöst. Denn erst ab dann haben die Photonen eine ausreichend hohe Energie, um die Austrittsarbeit aufzubringen. Betrachtet man es nur mit Wellen, dann bedeutet das (nach klassischer Betrachtung), dass die Elektronen so lange Energie aufnehmen, bis die Austrittsarbeit erreicht ist. Um so geringer also die Energie der Welle, umso länger die Zeit, die benötigt wird.
Ich hoffe ich konnte helfen  |
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Hugh
Anmeldungsdatum: 14.06.2016
Beiträge: 2
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| Hugh Verfasst am: 30. Jun 2016 19:29 Titel: |
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Hallo gloriaiskra,
da durch die Wellen kontinuierlich Energie aufgenommen wird und bei der Annahme, dass es sich um Teilchen handelt die Elektronen "gestoßen" werden.
Mit der Lichtquantentheorie habe ich das schon verstanden. Nur war mir nicht so klar, wie das klassisch funktionieren sollte. Also wie sich damals Hallwachs das erklären wollte und nicht konnte;)
Ich glaube das muss halt noch etwas ankommen.
Danke dir! |
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Gwunderi
Anmeldungsdatum: 06.07.2016
Beiträge: 2
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| Gwunderi Verfasst am: 06. Jul 2016 16:20 Titel: Energieübertragung Welle/lichtelektrische Effekt |
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| Hugh hat Folgendes geschrieben: |
Die EM Wellen haben eine Intensität, welche demnach die Energie auf das Elektron überträgt. Eine höhere Intensität würde eine höhere kinetische Energie der Elektronen erzeugen. |
Hallo Hugh
Das stimmt eben nicht. Die Intensität hat direkt nichts mit der Energieübertragung auf das Elektron zu tun, und eine höhere Intensität bewirkt keine höhere kinetische Energie der Elektronen.
Die Intensität ist proportional zur Amplitude, also der Höhe der Welle. Bei Wasserwellen z.B. stimmt es also: eine Tsunamiwelle kann enormen Schaden anrichten, eine niedrige Welle höchstens den Sand kräuseln.
Bei Licht ist es aber anders: wenn man sehr langwelliges Licht (mit niedriger Fequenz) nimmt, kann man die Intensität erhöhen wie man will, es schlägt keine Elektronen heraus; es kommt also eine riesenhohe Welle heran und nichts geschieht.
Erst wenn man Licht einer gewissen Wellenlänge bzw. genügend hoher Frequenz nimmt, werden Elektronen herausgeschlagen.
Darum hat Einstein vorgeschlagen, dass Licht aus Partikeln (Photonen) besteht, wobei die Energie eines Photons nur von der Frequenz abhängt:  (Frequenz * Planksches Wirkungsquantum).
Nimmt man also Licht mit zu niedriger Frequenz, vermögen die einzelnen Photonen nichts anzurichten, egal wieviele aufs Mal angeschossen kommen.
Man kann es sich wie kleine Kügelchen vorstellen: niedrige Frequenz = sehr leichte Kügelchen, hohe Frequenz = Kügelchen aus Stahl.
Ein einzelnen Kügelchen muss in der Lage sein, das Elektron aus dem Metall herauszulösen (Austrittsarbeit), und das kann ein sehr leichtes Kügelchen niemals, und wenn man es mit Tausenden davon bewirft.
Hat das Licht aber genügend hohe Frequenz, genügt ein Photon (Stahlkügelchen), um das Elektron herauszuschleudern. Erhöht man die Lichtintensität, bedeutet das mehr Stahlkügelchen, weshalb mehr Elektronen herausgeschlagen werden. Aber die kinetische Energie der einzelnen Elektronen erhöht sich dabei nicht.
Finde es z.B. hier sehr schön erklärt (hat mir jedenfalls geholfen):
http://www.naklar.at/content/features/photoeffekt/
P.S. Den Photoeffekt kann man sich nur erklären, wenn man annimmt, dass Licht aus Teilchen (Photonen) besteht, andere Phänomene wie z.B. Interferenz und Beugung nur mit der Annahme, dass Licht eine Welle ist (Welle-Teilchen-Dualismus). |
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Brillant
Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1973
Wohnort: Hessen
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| Brillant Verfasst am: 06. Jul 2016 16:37 Titel: Re: Energieübertragung Welle/lichtelektrische Effekt |
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| Gwunderi hat Folgendes geschrieben: | | Man kann es sich wie kleine Kügelchen vorstellen |
Die Kügelchen entsprechen dann den Lichtquanten? Kleiner gehts nicht mehr?
Kann es dann sein, dass wir entfernte Sterne deshalb noch nicht entdeckt haben, weil zu wenig oder (fast) keine Kügelchen bei uns ankommen, also das Auge der Teleskope verfehlen?
Eine weit entferne Zielscheibe kann ja heil bleiben, auch wenn mit Schrot direkt draufgeschossen wird, weil sie (zufällig) nicht getroffen wird. Ist aber vielleicht ein neues Thema. |
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Gwunderi
Anmeldungsdatum: 06.07.2016
Beiträge: 2
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| Gwunderi Verfasst am: 06. Jul 2016 17:14 Titel: |
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Hallo Brillant
Da bin ich aber überfragt. Ein Grund ist ja gewiss, dass Licht eine endliche Ausbreitungsgeschwindigkeit hat und somit das Licht sehr weit entfernter Sterne noch nicht die Erde erreicht hat. Vielleicht auch, weil das Weltall ja nicht leer ist, und das Licht von kleineren Sternen könnte von anderen Himmelskörpern, Gaswolken usw. verstreut worden sein.
Oder/und aus Deinem Grund, da das Licht ja radial abstrahlt und seine Intensität somit abnimmt … Keine Ahnung, und wie gesagt, kann ich (auch) nur - sehr laienhaft - rätseln …
Wenn sonst jemand die Antwort kennt, interessiert mich auch : ) |
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