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Der Lichtelektrische Effekt und die Lichtquantenhypothese

Der Lichtelektrische Effekt und die Lichtquantenhypothese. Inhaltsangabe. Lichtelektrischer Effekt - Versuchsaufbau - Versuchsbeschreibung - Versuchbeobachtung - Erklärung - Bedingung 2. Lichtquantenhypothese. Der Lichtelektrische Effekt.

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Der Lichtelektrische Effekt und die Lichtquantenhypothese

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Presentation Transcript

  1. Der Lichtelektrische Effekt und die Lichtquantenhypothese

  2. Inhaltsangabe • Lichtelektrischer Effekt - Versuchsaufbau - Versuchsbeschreibung - Versuchbeobachtung - Erklärung - Bedingung 2. Lichtquantenhypothese

  3. Der Lichtelektrische Effekt • Versuchsaufbau: • Materialien: • Quecksilberlampe • Gitter • Zinkplatte • Stromempfindlicher Messverstärker • Hochspannung

  4. Der Lichtelektrische Effekt (Skizze)

  5. Der Lichtelektrische Effekt • Versuchsbeschreibung • Quecksilberlampe sendet Lichtstrahlen an ein positiv geladenes Gitter (Gitter an ein Stromverstärkermessgerät angeschlossen) • Von dem Gitter aus trifft das Licht auf eine Zinkplatte • Die Zinkplatte ist negativ geladen,da sie an einer negativen Hochspannung angeschlossen ist

  6. Der Lichtelektrische Effekt • Versuchsbeobachtung • Das Messgerät zeigt einen Strom an,wenn die Quecksilberlampe eingeschaltet ist • Würde man ein Blatt Papier zwischen die Zinkplatte und dem Gitter schieben, würde kein Strom angezeigt werden

  7. Der Lichtelektrische Effekt • Erklärung • Strahlt die Quecksilberlampe Lichtstrahlen auf die Zinkplatte aus -> werden Elektronen herausgelöst (auch Ionisierung genannt) • Da an dem Gitter eine negative Spannung angelegt ist, werden die freigelassenen Elektronen von diesem angezogen • Es entsteht ein Stromfluss

  8. Der Lichtelektrische Effekt • Bedingungen • Der lichtelektrische Effekt kann nur unter folgenden Bedingungen auftreten: • Frequenz des Lichtes größer als die Grenzfrequenz • Licht muss UV-Strahlung inne haben • Eine Ablöse- und Austrittsarbeit muss vorhanden sein -> diese wird durch den Aufprall eines Photons auf ein Elektron abgegeben -> somit kann das Elektron aus der Zinkplatte austreten

  9. Die Lichtquantenhypothese • Allgemeines über die Lichtquantenhypothese • Aufgestellt von Albert Einstein (1905) (Nobelpreis 1921) • Die Lichtquantenhypothese besagt: Licht kann keine beliebigen Energieinhalte annehmen -> sondern ist gequantelt • dient als Erklärung des lichtelektrischen Effekts

  10. Die Lichtquantenhypothese • Erläuterung der Lichtquantenhypothese • Die Anfänge für die Lichtquantenhypothese lieferte Max Planck -> er beschrieb die Strahlungsverteilung eines schwarzen Körpers -> für diese Beschreibung setzte er voraus, dass elektromagnetische Strahlung in Quanten auftritt -> dazu muss diese Strahlung eine gewisse Energie besitzen -> E = hv (v = Frequenz; h = Plancksches Wirkungsquantum (6,626 x 10-34 Js ))

  11. Die Lichtquantenhypothese • Albert Einsteins Theorie, die in Analogie zu der von Max Plancks Theorie steht, besagt: -> das Licht ist nicht kontinuierlich im Raum verteilt -> es ist in kleinen „Paketen“ quantisiert

  12. Die Lichtquantenhypothese • Die beiden Thesen unterscheiden sich allerdings darin : -> Planck sagt, dass Licht nur in Quanten absorbiert oder emittiert wird -> Einstein allerdings behauptet, dass das Licht selbst aus Teilchen besteht (Photonen) Die Energie der Photonen (Lichtquant) wird durch folgende Formel beschrieben :

  13. Die Lichtquantenhypothese • Einsteins Erklärung des lichtelektrischen Effekts mit Hilfe seiner aufgestellten Theorie • Einstein erklärte mit Hilfe seiner Hypothese den lichtelektrischen Effekt : • -> diesen erklärte er mit seiner Formel der Energiebilanz des lichtelektr. Effekts -> auf seiner Grundlage, dass Licht aus Strom von einzelnen Photonen (Lichtquanten) mit der Energie -> E = hv besteht

  14. Die Lichtquantenhypothese -> somit folgt : trifft ein Photon auf Metall, kann die oben genannte Energie von einem Elektron absorbiert werden -> übersteigt die absorbierte Energie die Austrittsarbeit, wird das Elektron emittiert

  15. Der lichtelektrische Effekt und die Lichtquantenhypothese • Zusammenfassung • Die Lichtquantenhypothese gibt die Erklärung für den lichtelektr. Effekt • Licht ist ein Photonenstrom ( Lichtquantenstrom) • Ein Elektron absorbiert beim lichtelektr. Effekt jeweils die Energie eines Photons • Die Energie eines jeden Photons beträgt E = hv

  16. Quellenverzeichnis • http://www.walter-fendt.de/ph14d/photoeffekt.htm • http://www.tuberix.de/site/grundlagen/lichtelektrischer%20effekt.html • http://pctheory.uni-ulm.de/didactis/quantenchemie.html/PhEffekt.html • Metzler Physikbuch

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