Fotostrom Graph

arjunji · Anmeldungsdatum: 23.09.2006 Beiträge: 9

Guten Tag, ich bin neu hier und habe auch schon meine erste Frage!
Ich bin in der 13. Klasse und wir haben gerade den Fotoeffekt im Lernstoff.
Leider Gottes schreibe ich am DIenstag ne Klausur, und habe genau an dem Tag gefehlt, als der Fotoeffek drankam.

Ich flehe Sie an meine Fragen zu benatworten und bedanke mich im voraus!

1) Könnten Sie mir den Graphern erklären? Warum fließt da ein positiver Photostrom, wenn doch die Spannung negativ ist und was bedeuten die einzelnen Farben, mit den jewiligen Frequenzen?
2) Warum kreuzen sich die Pinke und die Lilane Strom?

Bitte helfen SIe mir! Jeodhc hoffe ich, dass ich Sie nicht störe!

VIelen Dank

dachdecker2

Der Photostrom entsteht durch den äßeren Lichtelektrischen Effekt. Elektronen absorbieren die Energie von Strahungsquanten und können je nach Energie dieser Quanten (E=hf) und Material (Austrittsarbeit Wa) die Materialoberfläche Verlassen. Die Energie, die die aus der Oberfläche herausgelösten Elektronen dann haben ist zunächst E = hf - Wa. Die Spannung zwischen den Platten bremst die Elekronen oder beschleunigt sie (je nach Richtung der Spannung).

Wenn die Ellektronen mehr Energie haben als e*U (Elektronenladung*Spannung zwischen den Platten), erreichen einige die andere Platte und ein Strom ist Messbar. Der Strom wird genau dann null, wenn die Elektronen ihre Startenergie (E=hf - Wa), die sie nach dem Verlassen der Metalloberfläche haben, genau der Energie entspricht, die sie an das Feld abgeben (E = e*U). Damit sind schonmal die verschiedenen "Schnittpunkte" mit der x-Achse geklärt.

Wenn du Strom von den Elektroden ableitest, wird die Spannung natürlich kleiner und mehr Elektronen erreichen die zweite Elektrode. Wenn du die Platten kurzschließt, fällt keine Spannung zwischen ihnen ab und (fast) alle Elektronen kommen auf der anderen Seite an - größer kann der Strom dann nicht werden. Diese Größe wird von der Intensität des Lichts bestimmt - jedes Photon kannhöchstens einem Elektron seine Energie "mitgeben". Deswegen wird der Strom auch nicht größer, wenn eine Umgekehrte Spannung von außen anlegt (umgekehrt bedeutet hier: die beleuchtete Platte an den negativen Pol der Quelle).

Warum sich zwei der Graphen kreuzen, sollte nun für dich ersichtlich sein, oder?

arjunji · Anmeldungsdatum: 23.09.2006 Beiträge: 9

Ich bedanke mich sehr für Ihre Mühe, mir zu helfen!
Teils habe ich schon verstanden, dank Ihnen, wie es zum Fotostrom kommt, aber leider Gottes noch immer nicht warum die beiden sich kreuzen! heul!

Warum sind da überhaupt verschiedene Farben, ist es weil die Photonen die auf das Material treffen verschidene Frequenzen haben`?
Ich habe mal gelesen das die FArbe des lichtes durch die Wellenlänge und Frequenz des Lichtes bestimmt wird!

Ist das richtig?
Bitte helfen Sie mir, ich bin am bverzweifeln!

Danke vielmals

dachdecker2

Erstmal ein kleiner Hinweis: Wir sagen hier alle "du" smile

das ist doch auch viel angenehmer, oder?

Bedank dich nicht ganz so überschwenglich. Ich glaube ich kann für alle hier im Board sprechen, wenn ich sage, dass wir gerne weiterhelfen smile

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Und jetzt lies meinen ersten Post nochmal aufmerksam durch. Du wirst eine Erklärung finden, warum es ein Maximum für den Strom gibt - das hängt direkt damit zusammen, dass sich da zwei Graphen schneiden.

Die Strahlung hat 2 Eigenschaften, die du unabhängig voneinander einstellen kannst - eine legt das Maximum fest, die andere ist für den Schnittpunkt mit der x-Achse zuständig. Schreibe mal deine Gedanken dazu nieder smile

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arjunji · Anmeldungsdatum: 23.09.2006 Beiträge: 9

ok, danke "dir" vielmals!

Ich werde es machen und stelle es dir dann vor!
Danke nochmals

arjunji · Anmeldungsdatum: 23.09.2006 Beiträge: 9

Ich habe es noch nicht wirklich begriffen, ich war leider nicht da, aber ich versuch es trotzdem:

Sagen wir mal, das Lila Photon mit der genannten Frequenz gibt seine Energie dem Elektron ab, das Elektron löst sich und erfährt auch noch die kinetische Energie. Die negative Spannung zu dem Zeitpunkt beträgt -0,81 V, aber das Elektron schafft es trotzdfem zu Elektrode zu gelangen, da die kinetische Energie reicht, der negativen Spannung entgegenzuwirken, sprich es fließt noch Fotostrom.
Nun aber ist das Pinke Photon mit der anderen Frequenz dran. Es löst auch ein Elektron aus, teilt ihm seine Energie mit und auch die kinetische Energie und bewegt sich in Richtung Elektrode. Die SPannung beträgt nun -1,02 V.
Jedoch erreicht dieses Elektron nicht dieselbe Menge Photostrom wie das LIla Photon, weil ....!!!

Hier bleibe ich stecken, obwohl, ich weiß noch nicht ob das bisher gesagte richtig ist.

Und bei dem gelben Photon kann nicht viel Photostrom fließen, weil die neg. SPannung einfach zu groß ist, oder???

Ich bitte um Hilfe. Bitte, bitte

dachdecker2

Der Lichtstrom besteht (je nach Messmethode - Dualismus des Lichts) aus Teilchen. Diese haben eine bestimmte Energie E = hf.

Jedes dieser Teilchen (Quanten, Photonen, Energiepackete - es gibt Namen dafür) kann genau ein Elektron aus der Metalloberfläche herausschlagen, das die maximale Energie E = hf - Wa mitbekommt.

Jetzt müsste es eigentlich bei dir klingeln Augenzwinkern

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Was wie ändert sich die Zahl der herausgeschlagenen Elektronen, wenn du die Intensität des Lichts (dass du in die Photozelle gibts) veränderst?

arjunji · Anmeldungsdatum: 23.09.2006 Beiträge: 9

Ich bin ehrlich! Ich bin ziemlich verwirrt, vielleicht liegt es an dem Stress, dass bald die KLausur ist.
Es tut mir wirklich leid wenn ich nerve, aber ich komme da irgendwie nicht hinter, so wie ein Black out.

Wenn ich die Intensität des kurzwelligen Lichtes erhöhe, müsste eigentlich mehr Photonen Elektronen rausbefördern. Aber wie sie bereits sagten, gibt es einen Grenzwert (sozusagen) für den Fotostrom, da ein Elektron nie den Wert E = h*f - W(a) übersteigen kann.

Aber auf Ihr "Nun müsste es bei dir klingeln" habe ich leider keine Antwort, ich habe es noch nicht so richtig begriffen, der Grund liegt hierfür darin, dass mir heute erst gesagt wurde, dass der Fotoeffekt mit in die KLausur kommt.
Aber bitte entschuldie mich, wenn ich dich zum verzweifeln bringe.

dachdecker2

Die größe des Photostromes ist ein Maß für die Elektronen, die sich pro Zeiteinheit von der beleuchteten Elektrode zu der anderen bewegen. Wenn kein Licht darauf fällt, werden auch keine Elektronen aus der Oberfläche gelöst. Je mehr Strahlung in die Zelle fällt, desto größer wird der Fotostrom (vorausgesetzt, die Spannung zwischen den Platten lässt nicht alle Elektronen auf die positive, von Livht beschinenen Platte zurückfallen).

Wenn du Licht der Frequenz f und der Leistung P in die Zelle schickst, entspricht das einer Zahl von (P / hf) Photonen pro Sekunde. Das ist der Maximalwert, den du in Elektronen/s messen kannst. Du wirst in der Regel weit darunter liegen, weil zum einen viele Photonen kein Elektron treffen und zum anderen die "getroffnen" Elektronen in eine zufällige Richtung beschleunigt werden.

Nun liegt die Vermutung nahe, dass dein Filter mit 741 THz einfach weniger Licht durchlässt (oder die Quelle da weniger Leistung bringt) als bei 680 THz. Die exakte Ursache lässt sich so nicht klären - fest steht, dass da weniger Photonen in der Zelle ankommen. Ich unterstelle es einfach mal der Lichtquelle - sie scheint ihr Maximum irgendwo bei 680 THz zu haben, bei 550 und 519 THz kommt ja auch weniger an.

Weißt du noch, welche Art Lampe verwendet wurde? Ich tippe darauf , dass es sich um keine Glühlampe gehandelt hat (wegen dem Maximum bei 680 THz). Richtig?

arjunji · Anmeldungsdatum: 23.09.2006 Beiträge: 9

Weißt du was? Ich glaub langsam kapier ich es.
Noch einmal zum Kreuzen der beiden Graphen:

WIe du bereits sagtest gibt genau ein Photon seine ENergie einem Eletron ab, das aus dem MAterial rauskommen kann um zur Elektrode zu gelangen.
Obwohl das Pinke Photon mit der höheren Frequenz dem Elektron wohl die meiste Energie hinzufügt ( E = h*f - W(a) ) kann es nicht umso mehr Strom erzeugen, weil die SPannung größer ist, oder?
Das lila Photon mit der kleineren Frequenz erreicht einen höheren Fotosdtrom, weil die SPannung geringer ist.
Also heißt dass doch, dass die Spannung beim Pink Photon einfach nur zu groß ist, als dass die Elektronen noch die Elektrode erreichen könnten.
Bei lila ist es dann also so, dass die Elektronen wegen der etwas geringeren Spannung einfacher entegegenwirken können.

Sehe ich das richtig? Wenn nein, bitte ich dich mich aufzuklären.
Danke im Voraus