Probleme bei Klausuraufgabe Photoeffekt - Seite 2

hyperbel · Gast

also ich würde erwarten, dass in unregelmäßigen zeitabständen elektronen freigesetzt werden, denn diese können ja nur freigesetzt werden, wenn die photonen die ausreichende energie den elektronen übergeben, damit diese dann mit dieser inetischen energie die metallplatte verlassen können. also können nicht alle photonen die elektronen freilassen, sondern NUR die, die die ausreichende energie "mitbringen".

als mittleren zeitabstand zwischen zwei photonen würde ich kleiner als 10 erwarten, denn 10 sekunden sind wirklich viel und nach den beobachtungen, die ich gemach hab, tritt sowas viel früher ein

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

hyperbel · Gast

nach dem wellenmodell würde ich erneut 10 sekunden erwarten. nach dem teilchenmodell würde ich nichts erwarten, denn ich würde wissen, dass ich nicht weiß, wann genau erneut ein photon auftaucht, welches meinem elektron die ausreichende energie übergiebt

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ich habe ja auch nicht nach dem genauen Zeitabstand, sondern nach dem mittleren Zeitabstand gefragt:

Stell dir zum Beispiel vor, du misst 1000 Sekunden lang und zählst, wieviele Photoelektronen da rauskommen.

Nach dem Wellenmodell erwarten wir ungefähr 100 Photoelektronen. Wieviele Photoelektronen erwartest du nach dem Teilchenmodell? Auch ungefähr 100, oder deutlich mehr, oder deutlich weniger?

hyperbel · Gast

ich würde nach dem teilchenmodell mehr photoelektronen erwarten

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Hm, mit dieser Folgerung bin ich nicht einverstanden, wie kommst du darauf?

Du hast gesagt, im Teilchenbild ist die Energie des Lichtes quantisiert, sie kommt also in Portionen daher, den sogenannten Photonen.

Die Energie pro Zeit, die in dem Licht steckt, das bei dem Na-Atom ankommt, haben wir oben schon ausgerechnet, das ist das

von oben.

In der Interpretation des Wellenbildes wird all diese Energie genutzt, um Photoelektronen freizusetzen. Nach dieser Interpretation käme also rund alle 10 Sekunden ein Photoelektron aus dem Na-Atom heraus.

Nun sagt du richtig:

hyperbel · Gast

wie du argumentierst klingt das viel einleuchtender, wenn nur ein Teil von P_3 bentuzt wird, um Photoelektronen freizusetzen, so erwartet man weniger photoelektronen beim teilchenmodell als beim wellenmodell

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Vielleicht hilft dir zusätzlich noch folgende Bemerkung zum Vergleich mit deiner Erfahrung: Das, was wir ausgerechnet habe, ist die Anzahl an Photoelektronen, die aus einem einzigen Na-Atom herauskommen.

Weil in der Na-Photozelle aber natürlich nicht nur ein einziges, sondern sehr, sehr viele Na-Atome drin sind, bekommt man natürlich auch dementsprechend viele Photoelektronen, so dass man locker einen Strom messen kann.

--------------------------------------------

Und hier trifft nun deine Beobachtung voll zu: Du weißt, dass der Photoelektronenstrom sofort anfängt zu fließen, und nicht erst plötzlich nach 10 Sekunden Wartezeit. Das entspricht deiner Aussage, dass die Abstände, in denen die Photoelektronen freigesetzt werden, unregelmäßig sind, übereinstimmend mit dem Teilchenmodell.

Das ist also ein sehr klares, einfaches Indiz, das für das Teilchenbild spricht smile

-------------------------------------------

Unsere zweite Feststellung, dass der über die Zeit gemittelte Strom an Photoelektronen nach dem Teilchenmodell kleiner ist als nach dem Wellenmodell, ist sicher auch ein Indiz, aber nicht so klar und einfach wie das erste oben. Denn um das experimentell zu überprüfen, müsste man erstmal die Ströme messen und dabei sicherstellen, das es nicht an irgendwelchen anderen Verlusten liegt, wenn ein kleinerer Photoelektronenstrom herauskommt, als ihn das Wellenmodell vorhersagt.

hyperbel · Gast

genau, wir müssten also nur experimentell beweisen können, dass der verlust nicht irgendeinanderer ist, sondern lediglich die tatsache, dass nicht alle photonen ausreichend energie besitzen. außerdem muss ja ein photon immer mehr lichtenergie bringen als die austritssarbeit eines elektrons des jeweiligen stoffes, denn sonst bliebe keine differenz übrig, die dann in form von kinetischer energie benutzt werden kann, um sich herauszulösen.

so denke ich kann man die zweite feststellung zumindestens theoretisch begründen

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Einverstanden smile

hyperbel · Gast

O_O, mann, vielen vielen dank! Du hast mir wahnsinnig viel geholfen und bist bei meinen fragen auch noch geduldig gebliebenO_O
ich werde mich auf jeden fall noch einmal hinsetzen und mehrere übungsaufgaben zu diesem thema machen denn wenn man einmal drin ist ist es nicht mehr so schwer und durch deine tatkräftige unterstützung habe ich auch keine angst mehr vor solchen mosntrösen aufgaben^^
vielen vielen dank Rock

hier ein kleines dankeschöngeschenk Mit Zunge

bis denne