Photoeffekt - Photon - Elektron - Austrittsarbeit

Física13 · Anmeldungsdatum: 08.06.2020 Beiträge: 1

Meine Frage:
Hallo liebe Community

ich habe eine Frage, wo ich beim meinem Ansatz unsicher bin und aufbauende Fragestellungen:

Licht der Wellenlänge \lambda = 3 \cdot 10^-7 m löst im Vakuum beim Photoeffekt Elektronen aus. Die Austrittsarbeit beträgt A= 2,33 eV

1) Welche Energie hat ein Photon
2) Geben Sie die Austrittsarbeit in der Energieeinheit J an
3) Wie groß ist die Geschwindigkeit eines ausgelösten Elektrons ?

Meine Ideen:
1) Ich habe zunächst die Formel E= h*f genommen und für f c/ \lambda eingesetzt.
Und kam auf das Ergebnis 6,626 * 10^-19 J , soweit richtig ?
2) Danach überlegte ich mir, ob man diese Ergebnis einfach mit 2,33 eV multiplizieren könnte, um auf das Ergebnis zu kommen, aber ich bin mir unsicher.
3) Zum dritten Teil denke ich, dass es um Energieerhaltung geht,dass das Photon absorbiert wird und somit die ganze Energie ins Elektron geht, doch wie mache ich dies rechnerisch ?

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 5852

Física12 · Anmeldungsdatum: 08.06.2020 Beiträge: 16

Ist ist also richtig wenn ich bei 2) das Ergebnis mit 6.24×10^18 multipliziere?

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 5852

Física12 · Anmeldungsdatum: 08.06.2020 Beiträge: 16

Okay, Aufgabe 1 und 2 sind nun verständlich.

Nur bei Aufgabe 3) bin ich mir noch unsicher.
Ich habe auch die Formel W= h*f + W_a gefunden.

ich habe die Werte eingesetzt:

W= 6,626*10^-34 * 3*10^-7 + 3,73*10^-19

= 3,73*10^-19

Ist das richtig so? oder habe ich mich total vertan? grübelnd

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 5852

Ja, ehrlich gesagt schon ziemlich vertan;)

Zuerst einmal, die Formel lautet:

Dabei ist Ekin die kin. Energie des Elektrons, h*f die Photoenenergie und W_A die Austrittsarbeit. Die Photonenenergie wurde bereits in a) aus der Wellenlänge berechnet, es gilt

. Die Austrittsarbeit ist gegeben.
Für die kinetische Energie gilt weiter die Gleichung

(man kann diese Formel aus der klassischen Physik verwenden, da Ekin viel kleiner als die Ruheenergie eines Elektrons ist).

Nun also diese 2. Gleichung nach v auflösen, und für Ekin die 1. Gleichung verwenden. Beim Ausrechnen die Energien in J, nicht in eV einsetzen, damit als Ergebnis die Geschwindigkeit in m/s rauskommt.
Es sollte sich ergeben v=7.96*10^5m/s.

Física12 · Anmeldungsdatum: 08.06.2020 Beiträge: 16

Hallo Myon,

vielen Dank für deine Hilfe, hat nun alles geklappt Augenzwinkern

Liebe Grüße smile