Photoeffekt

buju · Anmeldungsdatum: 16.07.2007 Beiträge: 14

hiii...
hab nen riesen problem mit ner aufgabe zum photoeffekt...wäre sehr dankbar fürn ne lösung oder einfach nen tip zur lösung...

aufgabe:
Eine Vakuumphotozelle wird mit Lichter der Wellenlänge lamda = 486nm bestrahlt:
In Abhängigkeit von einer zwischen Anode und Kathode liegenden Gegenspannung U wird die Stromstärke I gemessen (siehe Skizze). Bei U= -0,62V kommt der Strom zum Erliegen.

a) Deuten sie den Verlauf der U-I Kennlinie

b) Berechnen sie aus den vorliegenden Daten die Austrittsarbeit Wa in eV. Um welches Kathodenmaterial könnte es sich handeln?

c) Wie wirkt sich eine Erhöhung der Intensität des eingestrahlten Lichts bei unveränderter Wellenlänge auf den Verlauf der U-I Kennlinie aus? Zeichnen Sie dazu in ein U-I Diagramm zwei Kennlinien für verschiedene Intensitäten und begründen Sie ihre Skizze mit dem Photonenmodell

danke schon im vorraus für die hilfe smile

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Wo ist denn dein Problem genauer?

Was weißt du schon selbst darüber, was hast du dir schon selbst dazu überlegt, was hast du selbst dazu schon gelernt und nachgeschlagen, und wie weit bist du schon dabei gekommen, dich selbst an dieser Aufgabe zu versuchen?

buju · Anmeldungsdatum: 16.07.2007 Beiträge: 14

um Wa zu berechnen weiß ich schon, dass ich die formel E/kin = h*f*Wa
weiß auch dass h = 6,626*10 hoch minus 34 is

nur mein problem is woher bekomme ich E/kin und f??

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Überprüf nochmal die Rechenzeichen in deiner Formel, ich glaube, da hast du dich einfach nur vertippt. Und vergiss nicht, dass das h auch noch eine Einheit hat. Welche?

Ich würde dir empfehlen, mit der a) anzufangen. Wie weit kommst du mit dem Deuten des Diagramms, wenn du mal erklärst, was das Diagramm mit dem Versuchsaufbau (vielleicht magst du den am besten mal hier skizzieren?) zu tun hat, und was da passiert?

Tipps: Wo fällt das Licht drauf, von wo nach wo fliegen die Photoelektronen, was haben diese Photoelektronen mit dem gemessenen Photostrom zu tun, und wann fließt dieser Photostrom und wann nicht?

buju · Anmeldungsdatum: 16.07.2007 Beiträge: 14

oh ja...natürlich -Wa Augenzwinkern

hm h hat die einheit Js

die skizze würd ich so deuten, dass wenn man die spannung erhöht, erhöht sich eben auch die stromstärke!

bin ganz und gar keine leuchte in physik...will nur auf meine 5p kommen um nicht zu unterpunkten Hilfe

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

buju · Anmeldungsdatum: 16.07.2007 Beiträge: 14

tut mir leid...steig echt null durch!
werd dann morgen ohne lösung in die schule müssen!
aba danke trotzdem

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Irgendwas weißt du doch sicher schon über den Photoeffekt.

Magst du mal in dein Buch oder in deinen Aufschrieb schauen, oder mal zum Beispiel hier

http://www.pctheory.uni-ulm.de/didactics/quantenchemie/html/PhEff-F.html

, um zu verstehen und zu wiederholen, was der Photoeffekt überhaupt ist?

Wie weit kommst du damit beim Überlegen der Tipps von oben?

buju · Anmeldungsdatum: 16.07.2007 Beiträge: 14

ja wie der photoeffekt im groben funktioniert ist mir klar!
jedoch kann ichs einfach nicht auf die aufgabe anwenden.
danke für deine bemühungen, aber ich steig echt ned durch, 0p in der klausur ebenfalls über das selbe thema!
hab gehofft hier ne lösung zu finden dass ich ned unterpunkte

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Hier im Forum geht es uns nicht darum, fertige Lösungen hinzuschreiben, sondern wir wollen dir helfen, das ganze so zu verstehen, dass du das selber schaffen kannst.

Und dazu hilft es natürlich ungemein, je mehr du uns hier sagen kannst, was du bisher schon verstanden hast und woran wir anknüpfen können, wenn wir dir weiterhelfen.

Weißt du schon, wann es das Licht schafft, Photoelektronen aus dem Material herauszulösen, auf das es trifft? (Woraus werden die Photoelektronen im Versuchsaufbau oben ausgelöst, aus der Kathode oder aus der Anode?) Und wohin diese Photoelektronen dann fliegen?

buju · Anmeldungsdatum: 16.07.2007 Beiträge: 14

ich vertshe z.B dass erst ausgelöst wird ab einer gewissen grenzfrequenz bzw grenzwellenlänge..die photonen "fliegen" auch nur davon wenn das elektroskop negativ geladen ist.

richtig so?mit anode und kathode kann ich leider nix anfangen

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Du sprichst da von einem Versuch zum Photoeffekt mit einem Elektroskop.

In dieser Aufgabe ist allerdings ein anderer Versuchsaufbau gemeint, nämlich einer mit Kathode und Anode wie in der Skizze auf der ersten Seite in

http://www.uni-graz.at/expwww/lu_4_aufgaben/lu_4_10-planck.pdf

Kommst du damit schon etwas weiter?

buju · Anmeldungsdatum: 16.07.2007 Beiträge: 14

aaah neuland für mich smile

die photonen fliegen dann von der anode weg oder?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Wovon die Photonen wegfliegen, würde ich für diesen Versuchsaufbau als nicht so wichtig bezeichnen (im Zweifelsfall fliegen die Photonen einfach von der Lichtquelle weg Augenzwinkern

).

Aber worauf treffen die Photonen, so dass sie dort Photoelektronen auslösen? Und wohin fliegen dann diese Photoelektronen zum Beispiel? Magst du das aus der ersten Seite in dem Link mal versuchen, herausfinden?

buju · Anmeldungsdatum: 16.07.2007 Beiträge: 14

sie fliegen gegen das elektrische feld, aber nur solange die kinnetische energie der photonen größer ist als die energie des elektrischen feldes!

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Einverstanden smile

Aber wo werden die Photoelektronen herausgeschlagen, und wohin fliegen sie, und wieso kann man dann einen Photostrom messen?

buju · Anmeldungsdatum: 16.07.2007 Beiträge: 14

ich denke sie werden aus der Anode herausgeschlagen...so dass strom fließt. sie fliegen also richtung kathode und schließen den stromkreis. es fließt aber nur strom wenn die kinetische E der elektronen größer als die energie, die sie überwinden müssen um den stromkreis zu "schließen"

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Schau am besten noch ein bisschen genauer in den Text, der in dem Link bei der Skizze steht. Dann siehst du, dass die Photoelektronen aus der Kathode herausgeschlagen werden und zur Anode fliegen, solange ihre kinetische Energie dafür reicht.

Also haben wir nun folgendes herausgefunden:

1) Das Licht, also die Photonen, treffen auf die Kathode.

2) Wenn die Energie eines Photons groß genug ist, dann schlägt es ein Elektron (ein sogenanntes Photoelektron) aus der Kathode heraus.

3) Wenn die kinetische Energie dieses Photoelektrons groß genug ist, dann schafft es dieses Elektron gegen das elektrische Feld zwischen Kathode und Anode bis zur Anode, und es fließt ein Photostrom.

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

Wie würdest du formulieren, was das ganze nun mit dem Diagramm in a) zu tun hat?

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

Und magst du mal anfangen, konkret zu rechnen, indem du dich daran machst, die Energie eines Photons in dieser Aufgabe auszurechnen? Kennst du eine Formel, mit der du die Frequenz

des Lichtes ausrechnen kannst, wenn du die Wellenlänge

kennst?

buju · Anmeldungsdatum: 16.07.2007 Beiträge: 14

hm was das ganze mit a) zu tun hat, verstehe ich ned so ganz.

um die frequenz auszurechnen würde ich f= Co/lamda
Co = vakuumlichtgeschwindigkeit? laut formelsammlung Augenzwinkern

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

buju · Anmeldungsdatum: 16.07.2007 Beiträge: 14

bei geringer spannung spannung fließen weniger elektronen, bei -0,62v fließen gar keine mehr! wenn die spannung also erhöht wird, nimmt die stromstärke zu und es fließen mehr elektronen.

--

f = 0,299792458*10 hoch -9 m*s hoch -1 : 486*10 hoch -9 m

= 6,169 hoch -22 hz

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

buju · Anmeldungsdatum: 16.07.2007 Beiträge: 14

ne tschuldigung, hilft mir nich wirklich weiter...

hm würde für f nun auf 6,172 hoch -4 kommen

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Tipp: Wie groß ist denn die Veränderung der kinetischen Energie eines Teilchens der Ladung q, wenn es in einem elektrischen Feld die Spannung U durchläuft?

buju · Anmeldungsdatum: 16.07.2007 Beiträge: 14

hm des 1. versteh ich einfach ned!

ausgerechnet habe ich jetz...komme auf 6,172 hoch 14

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

buju · Anmeldungsdatum: 16.07.2007 Beiträge: 14

oh einheit ist Hz oder?

hm denke werde nun ins bett gehen und morgen mein bestes versuchen!
aber vielen dank für deine hilfe und v.a für deine geduld smile

gute nacht Thumbs up!

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788