Physik Forum

Komm bei einer (eigentlich "nur" ) Grundkursaufgabe nicht weiter. Thema ist im weitesten Sinne der Photoeffekt und die Einsteingleichung.
Vielleicht habt ihr ja eine Idee dazu:
Gegeben sind 3 Wellenlängen (315nm, 508nm und 705nm). Licht mit diesen Wellenlängen und jeweils der Leistung von 1,0W trifft auf eine Cäsiumelektrode. WIr sollen nun unter der Annahme, dass nur jedes-te Photon ein Elektron auslöst, die Anzahlen der an der Cäsiumelektrode frei-werdenden Elektronen pro Sekunde vergleichen.
Bedanke mich schon jetzt für eure Hilfe.

Muss mir das heut Abend mal anschauen

da wäre super.

Mein Ansatz bisher:



Ach ja:
Die Austrittsarbeit für Cäsium ist in der FS angegeben mit 1,94eV, die Grenzfrequenz liegt bei 639nm. Heißt das nicht eigentlich, dass nur das Licht der Frequenz 705nm, überhaupt Elektronen lösen kann?

Erstmal ne Übersicht schaffen...

1. - Die Einstein-Gleichung



wobei



- Überschussenergie der herausgelösten Elektronen
- Materialabhängige Austrittsarbeit

2. - Zur Aufgabe

Wir haben nun 3 Teilaufgaben, da wir 3 Wellenlängen haben.

a) 315nm
b) 508nm
c) 705nm

Ich würd am Anfang mal die Sache ignorieren dass nicht alle Elektronen herausgelöst werden. Ok nun schau ich mal weiter...

So, hab mal die Energien der einzelnen Wellen berechnet:

a)
b)
c)

Die erforderliche Austrittsenergie beträgt



Somit können nur a) und b) für einen Austritt sorgen, c) hat nicht genügend Energie.

Jetzt weißt ich, dass ich pro Sekunde 1 Joule zur Verfügung hab um die Elektronen herauszulösen. Gehen wir zur a) mit den 315nm:

Wir wissen, dass wir für ein Elektron brauchen. Das heißt, mit einem Joule können wir (rein energietechnisch)

Elektronen herauslösen.

Da jetzt aber nur jedes 10^7te Elektron herausgelöst wird, teilen wir dieses Ergebnis noch durch 10^7, und es kommt raus:

Elektronen, die mit Photonen der Wellenlänge 315nm pro Sekunde herausgelöst werden.

So hätte ich das jetzt gelöst

Das hört sich sehr gut an, den Fall mit 508nm berechne ich dann noch mal.
Schonmal ein ganz großes dafür.
Mit der Grenzfrequenz hab ich mich irgendwie vertan, es sind ja nicht die Frequenzen, sondern die Wellenlängen gegeben, deshalb können nur die kleineren Wellenlängen, mit der größeren Frequenz und demnach größeren Energie Elektronen herauslösen, so wie das deine Berechnung für die Energie auch gezeigt hat.

Wenn ich das richtig sehe, würde es aber doch heißen, für größere Frequenzen und demnach größere Energien werden pro Sekunde weniger Elektronen herausgelöst. Ist die Stromstärke dann geringer und macht das überhaupt Sinn?

Okay, denke das macht schon Sinn, wenn man berücksichtigt, dass ein Photon ja nur seine gesamte Energie übertragen kann. Die Frage heißt also eher, wovon hängt die Leistung von Licht ab, wenn nicht von der Energie, denn alle 3 Wellenlängen haben ja nach Vorgabe die gleiche Leistung.
Ach ja, muss ich die Anzahl der Elektronen immer abrunden? So etwas wie halbe oder dreiviertel Elektronen gibt es ja nicht.

Halbe Elektronen gibbet nich, aber so genau kann man das eh nicht ausrechnen. Mein Ergebnis ist ja auch gerundet, es sind halt ungefähr

Elektronen (158 Milliarden)

Hallo,
Ich wollte nur noch kurz die Formeln beitragen, falls sie jemand braucht.
Anzahl der Photonen: wobei und mit
Anzahl der Elektronen:
OT: Wie erstellt ihr diese Formeln im Forum? Die müssen ja irgendwo als Grafik vorliegen!?

MfG Reese