Photoeffekt < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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| Aufgabe | 1. Bei einem Versuch zum Photoeffekt wird die aus Cäsium bestehende Kathode einer Photozelle (Austrittsarbeit: 1,94eV) von einem schmalen Lichtbündel getroffen. Das Bündel hate einen Querschnitt von [mm] 4mm^{2} [/mm] und eine Intensität von [mm] 80\bruch{W}{m^{2}}.
[/mm]
1.1 Skizzieren und erläutern Sie eine Versuchsanordnung, mit deren Hilfe sich die Zahl der beim Photoeffekt freigesetzten Elektronen ermitteln lässt.
1.2 Skizzieren und erläutern Sie eine Versuchsanordnung, mit deren Hilfe sich die kinetische Energie der beim Photoeffekt freigesetzten Elektronen ermitteln lässt.
1.3 Welchen Einfluss hat die Helligkeit des einfallenden Lichts auf die kinetische Energie der freigesetzten Elektronen? Wie lässt sich diese Tatsache mithilfe der Quantentheorie des Lichts verstehen.
1.4 Welche Wellenlänge darf das Licht höchstens haben, wenn Elektronen von der Cäsiumplatte ausgelöst werden sollen?
1.5 Wie groß ist die Spannung, die sich zwischen Kathode und Anode der Cs-Photozelle aufbaut, wenn das eingestrahlte Licht die Frequenz 6,88 * [mm] 10^{14}Hz [/mm] hat?
1.6 Das auf die Cäsiumplatte treffende Licht habe nun die Wellenlänge 436nm.
1.6.1 Wie viele Photonen treffen pro Sekunge auf die Cäsiumplatte?
1.6.2 Wie groß ist der Impuls eines ausgelösten Photoelektrons?
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Hallo Zusammen,
ich muss gerade eine Aufgabe lösen, die wir vor unseren Ferien bekommen haben und ich leider irgendwie alles in den Ferien vergessen habe.
Bei der 1.1 habe ich überhauptkeine Ahnung wie ich dort anfangen soll.
Bei der 1.2 hätte ich an die Gegenfeldmethode gedacht. Hier wird der Betrag der Spannung solange erhöht bis die Stromstärke gerade Null wird.
[mm] W_{kin,max}= [/mm] e * [mm] U_{I=0}
[/mm]
1.3: Die Helligkeit hat keinen Einfluss auf [mm] W_{kin}. [/mm] Nur habe ich keine Ahnung wie ich das erklären soll.
1.4: hier würde ich [mm] W_{pk}=W_{kin,max}
[/mm]
setzen und dann nach f auflösen. f = [mm] \bruch{e * U}{h}
[/mm]
und [mm] \lambda [/mm] = c * f
1.5 würde ich genauso angehen wie die 1.4 nur nach U auflösen.
1.6.1: Hier habe ich keine Ahnung
1.6.2: p= [mm] \bruch{h}{\lambda}
[/mm]
Ich hoffe ihr könnt mir helfen.
Vielen Dank schonmal im Voraus.
Grüße Kai
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1.1. Du Musst einfach den Photostrom [mm] I_{ph} [/mm] messen! [mm] Q_{ph}=I_{ph}*\Delta [/mm] t . [mm] N_{e}=\bruch{Q_{ph}}{e}
[/mm]
1.2. Gegenfeldmethode!
zu 1.3: Hellichkeit=Intensität, aber bei Photoeffekt ist Wellenlänge entscheident für [mm] E_{kin} [/mm] Intensität hat mit der Photonenanzahl zu tun.
1.4. [mm] E_{ph;min}=1,94eV [/mm] ==> [mm] \lambda{max} [/mm] durch auflösen!
1.5. [mm] e*U+W_{0}=E_{ph}, [/mm] wobei [mm] E_{ph} [/mm] die unten genannte Frequenzbesitzt.
1.6.1: Intensität(Helligkeit) gleich ==> Photonenanzahl gleich!
1.6.2: [mm] E_{kin,max}=E_{ph}
[/mm]
[mm] 0,5*m_{e}*v^2=h*\bruch{c}{\lambda}
[/mm]
mal 2 [mm] m_{e}
[/mm]
==> [mm] p^2=2*m_{e}*h*\bruch{c}{\lambda}
[/mm]
Ich hoffe ich habe nichts versemmelt
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