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Azkaenion
Anmeldungsdatum: 21.06.2020
Beiträge: 301
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Azkaenion
Anmeldungsdatum: 21.06.2020
Beiträge: 301
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 Azkaenion Verfasst am: 10. Sep 2022 11:56 Titel: |
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Niemand eine Idee?
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18056
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| TomS Verfasst am: 10. Sep 2022 15:49 Titel: Re: Energie für die Austrittsarbeit der Elektronen |
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| Azkaenion hat Folgendes geschrieben: | Wir haben gelernt, dass ab einer gewissen Wellenlänge die Energie bei manchen Metallen nicht mehr ausreicht, um den Photoeffekt hervor zu rufen.
Jetzt kommt aber der Tunneleffekt ins Spiel.
Was nützt mir dieses Aussage das oberhalb Wellenlänge X kein Photoeffekt mehr statt findet, wenn das durch den Tunneleffekt dann doch passsiert. |
M.E. sollte das klar sein: da steht ab ca. 1000 kV / mm.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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Azkaenion
Anmeldungsdatum: 21.06.2020
Beiträge: 301
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| Azkaenion Verfasst am: 10. Sep 2022 17:33 Titel: |
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Und das bedeutet?
Kann mit dem Wert leider nichts anfangen.
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Azkaenion
Anmeldungsdatum: 21.06.2020
Beiträge: 301
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| Azkaenion Verfasst am: 28. Okt 2023 10:00 Titel: Major Tom |
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Der Tunneleffekt ist ein viel zu seltenes Phänomen um im alltäglichen Leben irgend eine Rolle zu spielen.
Und bei dem Artikel den du da zitierst, geht es um FE.
Also Feldemission.
Hier werden durch das gezielte Anlegen einer sehr hohen Spannung (je nach Metall und Oberfläche) Elektronen heraus gelöst.
Das hat mit dem normalen reagieren auf Tageslicht nichts zu tun.
Edelstahl an sich benötigt eine Austrisstarbeit von über 4.
bei tageslicht geschieht da gar nichts.
Die Passivschicht hingegen kann da schon als Halbleiter beeinflusst werden.
Was war den der Hintergrund deiner Fragestellung?
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18056
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| TomS Verfasst am: 28. Okt 2023 10:22 Titel: Re: Major Tom |
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| Azkaenion hat Folgendes geschrieben: | | Der Tunneleffekt ist ein viel zu seltenes Phänomen um im alltäglichen Leben irgend eine Rolle zu spielen. |
Das ist nicht korrekt.
Die Fusionsprozesse in Sternen würden ohne Tunneleffekt nicht bzw. nur in stark reduziertem Maß stattfinden. Viele chemische und biochemische Reaktionen wären unmöglich, deutlich seltener oder extrem verlangsamt.
Zu der Frage:
Bei der gemessen Austrittsarbeit W ist der Tunneleffekt bereits enthalten. Ohne Tunneleffekt wäre diese höher, bzw. die Wahrscheinlichkeit für den Austritt eines Elektrons wäre reduziert bzw. Null.
Nehmen wir stark vereinfacht an, die Oberflächeneffekte verursachten eine Potentialbarriete der Dicke d. Dann ist die Austrittswahrscheinlickeit für Elektronen mit Energie E < W klassisch null, unter Berücksichtigung des Tunneleffektes jedoch
})
Bei einen Energieübertrag durch ein Photon mit
gilt dann (wiederum stark vereinfacht)
})
D.h. der Tunneleffekt weicht die Kante von p = 0 zu p > 0 auf.
Man kann diesen Unterschied jedoch nicht direkt messen, da man den Tunneleffekt nicht abschalten kann.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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Azkaenion
Anmeldungsdatum: 21.06.2020
Beiträge: 301
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| Azkaenion Verfasst am: 28. Okt 2023 10:50 Titel: |
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Zu mir wirde mal gesagt, dass man von quantenmechanischen Effekten im normalen Alltag nichts mit bekommt, weil deren Einfluß zu gering ist um Auswirkungen zu haben.
Sei es material techn. Natur, optisch oder wie auch immer.
Wenn der Tunnel Effekt aber doch so fot vorkommt, inwiefern hat er dann einen Einfluß auf die angegebenen Austrittswerte bei en Metallen?
Es gibt ja die Experimente betreffend den Photoeffekts.
Da wird dann ganz klar gesagt, dass es Metalle / Legierungen gibt, wo sich bei tageslicht absolut gar nichts tut weil deren Austrittsarbeit, wie z.b. bei unpassiviertem Edelstahl über 4 liegt.
Und andere Metalle liegen gerade einmal bei 2 oder darunter, da reicht dann schon normales Tageslicht für den Photoeffekt.
Also wie kann man solche Grenzen festlegen, wenn der Tunneleffekt sie dann zunichte macht?
Oder muss ich mir das anders vorstellen?
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5863
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| Myon Verfasst am: 28. Okt 2023 11:16 Titel: |
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| Azkaenion hat Folgendes geschrieben: | | Zu mir wirde mal gesagt, dass man von quantenmechanischen Effekten im normalen Alltag nichts mit bekommt, weil deren Einfluß zu gering ist um Auswirkungen zu haben. |
Naja, das kommt darauf an, was man unter "nichts mitbekommt" versteht. Die ganze Chemie - Aufbau des Periodensystems, der Moleküle, chemische Reaktionen - kann man nur mithilfe der Quantenmechanik erklären. Nur schon, dass es überhaupt feste, undurchdringliche Körper gibt, ist sonst nicht zu verstehen. Die ganze Halbleiterphysik ebenso. Direkt messbar und sonst eher selten erwähnt: die spezifische Wärme von Gasen. Alles mit klassischer Physik alleine nicht zu erklären. Im Alltag haben wir uns an vieles gewöhnt, aber das heisst nicht, dass die Quantenmechanik nicht essentiell wäre für viele Phänomene.
Übrigens: weshalb fragst Du nach dem Hintergrund der Fragestellung - Du hast den ersten Beitrag doch selber verfasst? ;-)
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Azkaenion
Anmeldungsdatum: 21.06.2020
Beiträge: 301
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| Azkaenion Verfasst am: 28. Okt 2023 11:26 Titel: |
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Es gab hier zwei Fragestellungen. Der eine Post war schon älter.
Beim quer lesen mit meinem eigenen Post habe ich dann doch auf den falschen geantwortet.
Mit nichts mitbekommen meinte ich, dass man keine Materialveränderungen mit bekommt.
Keine optishcen Veränderungen, keine zusätzlichen Material Alterungen etc.
Das der Tunneleffekt einen Einfluß hat, gerade in der Chemie ist soweit schon klar.
Ich frage mich dann halt nur, wenn der Einfluß so groß ist, wie man solche Grenzen wie die Austrittsarbeit festlegen kann.
Und tehoretisch wäre es durch den Tunneleffekt ja auch möglich durch eine massive Hauswand zu gehen, das ist aber noch nie passiert.
Also scheint sich dieser doch auf gewisse Bereich zu beschränken.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18056
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| TomS Verfasst am: 28. Okt 2023 11:42 Titel: |
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| Azkaenion hat Folgendes geschrieben: | | Zu mir wirde mal gesagt, dass man von quantenmechanischen Effekten im normalen Alltag nichts mit bekommt, weil deren Einfluß zu gering ist um Auswirkungen zu haben. |
Das trifft nur dann zu, wenn es sich um einen klassischen Effekt plus eine kleine quantenmechanische Korrektur handelt.
Wie gesagt: keine bzw. völlig andere Biochemie, keine bzw. nur vergleichsweise kalte Sterne ...
| Azkaenion hat Folgendes geschrieben: | | Wenn der Tunnel Effekt aber doch so oft vorkommt, inwiefern hat er dann einen Einfluß auf die angegebenen Austrittswerte bei en Metallen? |
Ich habe dazu mit Ausnahme des Rastertunnelmikroskops keine Quellen gefunden; die o.g. Erklärung darf keinesfalls quantitativ verstanden werden.
| Azkaenion hat Folgendes geschrieben: | | Es gibt ja die Experimente betreffend den Photoeffekts. |
Ja, aber in diesen ist der Tunneleffekt ja wirksam bzw. enthalten.
Die Größe des Tunneleffektes kann man nicht direkt messen, da man ihn nicht abschalten kann. Man kann ihn berechnen und dann indirekt messen, d.h.
Der letzte Term beschreibt die Größe des Fehlers, wenn man den Tunneleffekt bei der Rechnung weglässt, bzw. die Größe des Tunneleffektes, wenn man ihn abschalten könnte.
Das ist aber sehr akademisch, denn um die Austrittsarbeit tatsächlich zu berechnen, muss man vollständig quantenmechanisch arbeiten; und dabei kann man nicht ohne Tunneleffekt rechnen.
| Azkaenion hat Folgendes geschrieben: | Da wird dann ganz klar gesagt, dass es Metalle / Legierungen gibt, wo sich bei Tageslicht absolut gar nichts tut weil deren Austrittsarbeit, wie z.b. bei unpassiviertem Edelstahl über 4 liegt.
Und andere Metalle liegen gerade einmal bei 2 oder darunter, da reicht dann schon normales Tageslicht für den Photoeffekt. |
Wie gesagt, wenn du dies berechnest, verwendest du die Quantenmechanik.
| Azkaenion hat Folgendes geschrieben: | Also wie kann man solche Grenzen festlegen, wenn der Tunneleffekt sie dann zunichte macht?
Oder muss ich mir das anders vorstellen? |
Ja, das musst du dir anders vorstellen.
Nimm eine Natriumdampflampe; sie hat eine Wellenlänge von ca. 589 nm; das kann man messen.
Nun stell' dir die Frage, wie man das festlegen kann, wenn doch die Quantenmechanik diese Werte zunichte macht. Das ist offensichtlich Quatsch. Man kann ohne Quantenmechanik nichts ausrechnen! Die Messwerte bleiben.
Nun kannst du bei Natrium bei genügend hoher Auflösung feststellen, dass es sich um eine Doppellinie mit 588.9951 nm und 589.5924 nm handelt. Das ist ein Effekt der Spin-Bahn-Kopplung, also einen quantenmechanischen Korrekturterm zu einer quantenmechanischen Berechnung. Das wäre unser o.g. Delta W.
Dieses Delta W ist aber nur ein mathematisches Konstrukt. Wenn man die Gleichungen von vorneherein exakt gelöst hätte, würde man nie über einen derartigen Korrekturterm reden.
Ich lese gerade das hier:
https://www.egr.msu.edu/~pz/JAP2020_quantum_photoemission-TSM-FD.pdf
file:///D:/Users/Tom/Downloads/PRB2013_88_195434.pdf
Mal sehen ...
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Azkaenion
Anmeldungsdatum: 21.06.2020
Beiträge: 301
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| Azkaenion Verfasst am: 28. Okt 2023 11:52 Titel: |
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Das ist hoch kompliziert.
Bei Chemie blicke ich als normaler Schüler / mensch ja noch durch, aber bei der Physik habe ich immer das gefühl, dass man erst den Doktortile benötigt um die einzelnen Themengebiete zu verstehen.
Es bleibt also, dass eine Legierung X eine Austrittsarbeit von über 4 hat und damit bei Tageslicht keinerlei Elektronen heraus gelöst werden.
Dies ist dann eine über die Quantenmechanik ermittelte Grenze.
Bedeutet dies dann, das in diesem fall tatsächlich keine Elektronen heraus gelöst werden, oder bedeutet dies, dass in diesem Fall der Tunneleffekt so gering ist, bzw. so selten vorkommt, das er eben keinen merklichen (messbaren Einfluß) hat?
Den ansonsten müsste man hier ja anstatt 0 an Austrittsarbeit, eben auch einen Wert ausgetrettener Elektronen messen.
Im generellen Alltag bedeutet das dann also, dass die makroskopischen Veränderungen absolut dominieren, und das die kleinsten veränderungen auf der Quantenebene deshalb völlig unbemerkt bleiben.
Z.b. bei der Alterung von Stoffen. . .
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18056
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| TomS Verfasst am: 28. Okt 2023 12:45 Titel: |
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| Azkaenion hat Folgendes geschrieben: | | Es bleibt also, dass eine Legierung X eine Austrittsarbeit von über 4 hat und damit bei Tageslicht keinerlei Elektronen heraus gelöst werden. |
Ja, wie dur richtig dagst, dies ist eine gemessene und über die Quantenmechanik ermittelte Grenze.
| Azkaenion hat Folgendes geschrieben: | | Bedeutet dies dann, das in diesem fall tatsächlich keine Elektronen heraus gelöst werden, oder bedeutet dies, dass in diesem Fall der Tunneleffekt so gering ist, bzw. so selten vorkommt, dass er eben keinen merklichen (messbaren Einfluß) hat? |
Letzteres
| Azkaenion hat Folgendes geschrieben: | | Im generellen Alltag bedeutet das dann also, dass die makroskopischen Veränderungen absolut dominieren, und das die kleinsten veränderungen auf der Quantenebene deshalb völlig unbemerkt bleiben. |
Verstehe ich nicht. Der Photoeffekt ist ein quantenmechanischer Effekt.
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Azkaenion
Anmeldungsdatum: 21.06.2020
Beiträge: 301
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| Azkaenion Verfasst am: 28. Okt 2023 13:44 Titel: |
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Ich hatte einen Denkfehler. . .
Ich habe mir den Tunneleffekt als etwas "zusätzliches" vorgestellt.
Dabei begleitet er uns jeden Tag und die ganzen Eigenschaften die Materie, Chemie und andere Dinge haben, werden eben von der Quantenmechanik bestimmt.
Somit auch vom Tunneleffekt und vielen anderen Effekten der Quantenphysik.
Er (Tunneleffekt) ist also nicht so extrem selten wie angenommen, da er in vielen Bereichen vorkommt, bzw. diese auch erst ermöglicht, aber er ist in seinen Auswirkungen teilweise so dermaßen gering, dass er völligst unrelevant ist, und somit kann man dann also trotzdem Werte für z.b. die Austrittsarbeit festlegen, die dann auch stimmen.
Und die ganzen Eigenschaften von den Stoffen, das verschiedene Metalle auch nach Jahrhunderte quasi keinerlei Alterung unterliegen, manche Kunststoffe aber schon nach wenigen Monaten "Schrott" sind, Alphazerfall bei Atomkernen usw. das ist dann alles eben durch die quantenmechanischen Effekte so.
Das Kunststoffe sich ganz anders gegenüber Licht verhalten als Metalle, sprich einen anderen Photoeffekt haben gehört da dann auch dazu. . .
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18056
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| TomS Verfasst am: 28. Okt 2023 14:37 Titel: |
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Anbei mal eine simple Berechnung des Tunneleffektes für Barrieren 1, 2, 4 nm, Höhe 2 eV. Auf der x-Achse die Energie in eV, darüber aufgetragen die Tunnelwahrscheinlichkeit.
Wie man sieht weicht der Tunneleffekt die harte Stufe im Bereich von Bruchteilen von eV auf.
Das ist aber für das Durchtunneln einer Barriere gerechnet, nicht für den Austritt von Photoelektronen. Genauere Rechnungen bzw. das Durcharbeiten der beiden Papiere später.
| Beschreibung: |
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1312 mal |
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Zuletzt bearbeitet von TomS am 28. Okt 2023 15:00, insgesamt einmal bearbeitet |
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Azkaenion
Anmeldungsdatum: 21.06.2020
Beiträge: 301
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| Azkaenion Verfasst am: 28. Okt 2023 14:53 Titel: |
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Sehr cool. . .
Du verstehst auch was ich mit meinem Post vor dir gemeint habe?
das passt ja auch soweit.
Die Quantenmechanischen Effekte sind allgegenwärtig.
Gerade deshalb fallen sie ja auch nicht auf.
Verschiedene Materialien würde es erst gar nicht geben, oder sie würden sich ohne diese Effekte ganz anders verhalten. . .
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