Zusammenfassung

Wir haben einige Modelle des Lichts kennengelernt, die sich zur Beschreibung bestimmter Phänomene gut eignen. Neu dazu gekommen ist, dass Licht als Teilchen auftreten kann.

Modell

Eigenschaften

Beschreibt

Lichtstrahlen

Breiten sich im Raum geradlinig aus

Reflexion, Brechung, Schatten, verhalten bei Optischen Geräten…

Lichtwellen

Wellen, die dem Huygensschen Prinzip unterliegen

Beugung, Interferenz, Polarisation…

Lichtquanten

Unteilbare, zählbare Teilchen, die die Energie des Lichts enthalten

Photoeffekt, Quantenphysikalische Phänomene

Äußere Photoeffekt

Mit Hilfe von Lichtstrahlen lassen sich Elektronen aus einer Metalloberfläche herauslösen. Wir haben einige Experimente zur Demonstration des Effekts kennengelernt. Wichtige Erkenntnise bzw. Beobachtungen waren

  • Eine negativ geladen Zinkplatte wird mit UV-Licht (hohe Frequenz) bestrahlt und die Platte entlädt sich.

  • Die Energie der Elektronen ist Abhängig von der Wellenlänge des Lichts aber nicht von der Intensität

  • Ein Elektron kann nicht kontinuierlich jeden möglichen Energiebetrag aufnehmen, sondern lediglich ein Photon (Lichtquant) absorbieren und dessen gesamte Energie aufnehmen oder kein Photon aufnehmen und damit auch keine Energie. (Quantelung der Energie)

Mit hilfe der Gegenfeldmethode gilt für die Energie der Elektronen folgender Zusammenhang:

$$E_{Kin}=h\cdot f-W_A$$

Wobei %%W_A%% die Austrittsarbeit und %%h%% das Plancksche Wirkungsquantum (eine Naturkonstante) darstellt.

$$E_{Photon}=h\cdot f$$

Grafische Darstellung

beschreibt somit den Zusammenhang von Frequenz und der Energie eines Photons.

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