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missy



Anmeldungsdatum: 24.04.2007
Beiträge: 4

Beitrag missy Verfasst am: 24. Apr 2007 21:37    Titel: Photozelle Antworten mit Zitat

also so zu beginn gleich mal ich bin die totale niete in Physik... letzte Klausur ganze 00Punkte...
zu meiner Aufgabe:

Um ein Elektron aus einer Natrium Photozelle auszulösen darf das licht höstens die Wellenlänge lambda= 6,6*10^-7m haben.
WElche Gegenspannung ist nötig um bei einfallendem licht der Wellenlänge lambda = 3.0*10^-7m den Strom der photozelle zu unterbinden.


Hoffe ihr könnt mir helfen
lg
-Christian-



Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199

Beitrag -Christian- Verfasst am: 24. Apr 2007 22:16    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo missy!

Fang doch am besten mal so an, dass du uns deine Gedanken zu der Aufgabe erklärst. smile

Was passiert denn, wenn die Photonen des Lichtes mit der Wellenlänge 3,0*10^-7 m auf die Photozelle treffen? Was sagt die Wellenlänge über die Photonen aus und wofür steht die zweite Wellenlänge in dieser Aufgabe?

Gruß
Christian
missy



Anmeldungsdatum: 24.04.2007
Beiträge: 4

Beitrag missy Verfasst am: 24. Apr 2007 22:23    Titel: Antworten mit Zitat

meine gedanken dazu sind leere... ich habe keinen blassen schimmer...
-Christian-



Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199

Beitrag -Christian- Verfasst am: 24. Apr 2007 22:32    Titel: Antworten mit Zitat

Na komm ... versuch es mal ... Augenzwinkern

Du weißt das Licht, das auf eine Photozelle fällt in der Lage ist Elektronen aus dieser Photozelle herauszulösen. Kannst du erklären, was bei diesem Vorgang passiert? Was tut das Photon, damit das Elektron aus dem Natrium herausgelöst werden kann?

Dir hilft es hier, wenn du hier einmal über die Energie des Photons nachdenkst.

Gruß
Christian
missy



Anmeldungsdatum: 24.04.2007
Beiträge: 4

Beitrag missy Verfasst am: 24. Apr 2007 22:40    Titel: Antworten mit Zitat

es entsteht eine Energie ? oh man Physik is echt nicht meine stärke so garnicht...
-Christian-



Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199

Beitrag -Christian- Verfasst am: 24. Apr 2007 23:18    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
oh man Physik is echt nicht meine stärke so garnicht...


Na gut ... wichtigster Grundsatz im Umgang mit der Physik: Kühlen Kopf bewahren und vor allem aufhören sich immer wieder einzureden, dass man es eh nicht schafft! Das behindert einen nur im Denken ... Augenzwinkern

Zitat:
es entsteht eine Energie?


Zweiter Grundsatz: Energie kann nicht entstehen, sie kann nur umgewandelt werden bzw. von einem Körper an den anderen weitergegeben werden. Energieerhaltungssatz, den du auch in dieser Aufgabe benötigst und bestimmt auch kennst! Augenzwinkern

Den Photoeffekt / lichtelektrischen Effekt kannst du dir bildlich vielleicht so vorstellen:

Du nimmst einen Ball und wirfst diesen auf einen anderen Ball, den du vorher auf den Boden gelegt hast. Wenn du den ersten Ball wirfst, dann verleihst du ihm eine Energie. Genauer: Bewegungsenergie oder kinetische Energie. Trifft dein geworfener Ball nun den ruhenden Ball, so gibt der geworfene Ball seine kinetische Energie zum Teil an den auf dem Boden liegenden Ball weiter. Der bewegt sich dann nachdem er getroffen wurde auch weiter.

Ähnlich ist das beim Herauslösen von Elektronen aus dem Natrium auch. Das Photon ("Lichtteilchen"/Quant) besitzt eine Energie. Im Untericht habt ihr bestimmt gelernt, wie man diese Energie berechnet. Fällt dir dazu etwas ein?

Trifft das Photon nun ein Elektron, so gibt dieses Photon seine Energie an das Elektron vollständig(!) weiter. Dabei wird ein Teil der Energie dazu verwendet das Elektron aus dem Metall Herauszulösen.
Auf unser Ball-Beispiel angewendet wäre das vllt. vergleichbar damit, dass du den zweiten Ball nicht nur auf den ebenen Boden, sondern in eine kleine Kule gelegt hast. Dein geworfener Ball müsste dann den zweiten Ball aus der Kule holen - er müsste sozusagen Hubarbeit an diesem verrichten - und würde dann den Rest seiner kinetischen Energie an den zweiten Ball weitergeben.

In Formeln ausgedrückt, könnte man schreiben:



Das Photon tut mit dem Elektron im Prinzip das selbe. Es nutzt einen Teil seiner Energie, um eine "Hubarbeit" am Elektron zu verrichten (es aus dem Metall zu lösen) und gibt den Rest seiner Energie als kinetische Energie an das Elektron weiter.

In diesem Fall schreibt man:



Im Unterricht habt ihr nun bestimmt gelernt, wie man und berechnet. Möchtest du das mal tun und hier schreiben, was du herausbekommst?

Ist der ganze Prozess so wie ich ihn beschrieben habe einigermaßen gut verständlich? smile

Gruß
Christian
missy



Anmeldungsdatum: 24.04.2007
Beiträge: 4

Beitrag missy Verfasst am: 25. Apr 2007 08:30    Titel: Antworten mit Zitat

Also das was du da beschreibst ist sehr hilfreich, macht es einfacher den Vorgang zu verstehen. danke dafür schon mal.

zu den Photonen haben wir die Formel

Eph = h*f kann ich hier f mit der Formel c=f*lambda
berechnen? Weil ist js die Lichtgeschwindigkeit und die steht ja im Tafelwerk.

Wauslöse könnte man doch dann rein theoretisch mit
E = h*f-W ausrechnen oder?[/quote]
-Christian-



Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199

Beitrag -Christian- Verfasst am: 25. Apr 2007 18:57    Titel: Antworten mit Zitat

missy hat Folgendes geschrieben:

Eph = h*f kann ich hier f mit der Formel c=f*lambda
berechnen? Weil ist js die Lichtgeschwindigkeit und die steht ja im Tafelwerk.


Ganz genau! smile

Möchtest du damit mal die Frequenz des eingestrahlten Lichtes berechnen?

missy hat Folgendes geschrieben:

Wauslöse könnte man doch dann rein theoretisch mit
E = h*f-W ausrechnen oder?


Das bekommst du so leider nicht hin, da du ja die Bewegungsenergie der Elektronen (die hier mit dem E meintest, richtig?) nach dem "Stoß" nicht kennst.

Aber mit einer zusätzlichen Überlegung kannst du vielleicht mit der Formel trotzdem weiterkommen. Stellen wir dazu mal die Formel nach um, da wir das ja jetzt suchen:



Überlegen wir mal. Die Auslösearbeit eines bestimmten Stoffes ändert sich ja nie. Sie ist immer gleich für einen bestimmten Stoff und es muss immer der selbe Energiebetrag aufgewendet werden, um diese Arbeit zu verrichten. Einverstanden? Hast du das schonmal so im Unterricht gehört?

Für unser Ballbeispiel kann man das vielleicht so sehen: Die Kule, in der unsere zweite Kugel liegt ist immer gleich tief. Egal wie schnell du den ersten Ball wirfst, es wird immer die selbe Hubarbeit verrichtet werden müssen, um den zweiten Ball aus der Kule herauszuheben.

Dabei unterscheiden sich die "Kulen", in denen die Elektronen innerhalb einer Metallsorte liegen nicht in ihrer Tiefe. Für Natrium sind also alle Kulen gleich tief. Nimmt man ein anderes Metall, so wird die Tiefe dessen Kulen im Vergleich zu den "Elektronen-Kulen" im Natrium allerdings anders sein. Jedes Metall hat also seine eigene "Kulentiefe" und für jedes Metall braucht man also eine andere Auslösearbeit. (Ich bitte dich diesen Vergleich nicht wörtlich zu nehmen, sondern nur als eine Anschauung, um das ganze leichter zu verstehen. Man kann natürlich nicht wirklich sagen, dass die Elektronen in kleinen Vertiefungen des Materials liegen. Aber ich hoffe, dass du verstehst, wie ich das meine ... Augenzwinkern)

Wendest du dieses wissen jetzt auf unser Problem an, dann kannst du vielleicht etwas dazu sagen, was passiert, wenn wir nun Photonen mit immer kleineren Energien auf das Natrium schicken. Denke dabei daran, dass die Herauslösearbeit dabei immer einen konstanten Wert hat.

Dabei solltest du vorallem versuchen folgende Fragen zu beantworten:

1.) Wie muss sich die Wellenlänge ändern, damit die Energie der Photonen immer kleiner wird? Wie ändert sich dabei die Frequenz?

2.) Was passiert dann mit dem Elektron, wenn Photonen mit immer niedrigerer Energie ankommen?

Gruß
Christian
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