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Tukki
Anmeldungsdatum: 11.11.2006
Beiträge: 3
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 Tukki Verfasst am: 11. Nov 2006 23:34 Titel: Hilfe: Photo-Effekt |
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Am Montag muss ich im Physik-LK einen Vortrag halten und habe dafür ein Übungsblatt bekommen. Die Aufgaben soll ich an der Tafel vorrechnen. Die ersten drei Aufgaben habe ich gut hinbekommen, die letzte macht allerdings Schwierigkeiten. Habt ihr eine Idee für mich?
Eine Cs-Fotokathode befindet sich in einem Meter Entfernung von einer Lichtquelle der Lichtleistung 10W, die ein Licht der Wellenlänge beträgt λ = 633nm gleichmäßig in alle Raumrichtungen abstrahlt. Begründen Sie, dass der lichtelektrische Effekt mit dem Wellenmodell des Lichts nicht erklärt werden kann.
Anleitung: Berechnen sie die Zeitdauer, in der auf der Fläche eines Atoms der Fläche A = 10 hoch -19 m² im Abstand 1m von der Quelle die Mindestmenge an Strahlungsenergie ankommt. |
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para
Moderator
Anmeldungsdatum: 02.10.2004
Beiträge: 2874
Wohnort: Dresden
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| para Verfasst am: 12. Nov 2006 10:10 Titel: |
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Ich denke was von dir hier verlangt wird ist folgendes: Du solltest zunächst die Austrittsarbeit von Caesium kennen, also die Energie die man einem Caesium-Atom übertragen muss, damit ein Elektron herausgelöst wird.
Angenommen Licht hätte nun nur seine Wellennatur, so würden sich die 10W Strahlungsleistung vollständig gleichmäßig über alle Raumrichtungen verteilen. Welche Leistung würde dann ein Atom der gegebenen Fläche im Abstand von 1m noch abbekommen? Wie lange würde es also dauern bis die eine Energiemenge äquivalent der Austrittsarbeit bei dem Atom angekommen wäre?
Nach dieser Zeit (ggf. vielleicht etwas länger) müsste das Atom also genug Energie abbekommen haben um ein Elektron auszulösen.
Macht man dieses Experiment aber wirklich, wird man feststellen dass absolut kein Fotoeffekt auftritt, was der Abschätzung mittels des Wellenmodells widerspricht.
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Tukki
Anmeldungsdatum: 11.11.2006
Beiträge: 3
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| Tukki Verfasst am: 12. Nov 2006 11:58 Titel: |
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Hmh, darf ich dich auch noch fragen, wie ich die Zeit ausrechne? Ich finde leider in meinen Unterlagen keine Formel dafür und im Buch steht ebenfalls nichts 
Wenn ich die Zeit ausrechne bekomme ich einen Wert, der besagt, dass es theoretisch möglich ist, dass das Licht Wellencharacter hat. Wie kann ich denn mit diesem Gedankenexperminent beweisen, dass es Teilchencharacter hat? |
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para
Moderator
Anmeldungsdatum: 02.10.2004
Beiträge: 2874
Wohnort: Dresden
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| para Verfasst am: 12. Nov 2006 17:18 Titel: |
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| Tukki hat Folgendes geschrieben: | | Hmh, darf ich dich auch noch fragen, wie ich die Zeit ausrechne? Ich finde leider in meinen Unterlagen keine Formel dafür und im Buch steht ebenfalls nichts |
Hast du denn schon die Leistung berechnet die auf ein Atom besagter Fläche in gegebenem Abstand entfällt?
Die abbekommene Energie ist dann das Produkt aus Leistung und Zeit die das Atom der Strahlung ausgesetzt war. Wenn du nach der umstellst, und die errechnete Leistung sowie die Austrittsarbeit als Energie einsetzt, bekommst du die Zeit in der das Atom theoretisch genug Energie abbekommen haben sollte damit ein Elektron herausgelöst würde.
| Zitat: | | Wenn ich die Zeit ausrechne bekomme ich einen Wert, der besagt, dass es theoretisch möglich ist, dass das Licht Wellencharacter hat. Wie kann ich denn mit diesem Gedankenexperminent beweisen, dass es Teilchencharacter hat? |
Bei der vorangegangenen Rechnung bekommst du für den Zeitraum bis die Austrittsarbeit zusammen ist und es zum äußeren lichtelektrischen Effekt kommen kann einen "ziemlich endlichen" Zeitraum, d.h. dass der Fotoeffekt auf jeden Fall zu beobachten sein sollte.
Macht man dieses Experiment allerdings praktisch stellt man fest, dass nichts in der Art beobachtet werden kann, womit man zumindest vermuten kann dass ein alleiniger Wellencharakter zur Beschreibung von Licht nicht ausreicht.
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