6Einsteins Deutung
Zuerst soll betrachtet werden, was man nach der klassischen Vorstellung erwarten würde und welche Widersprüche sich im Versuch ergaben.
Widersprüche zur klassischen Erwartung
Ausgehend vom Wellencharachter des Lichts würde man folgendes erwarten:
Erwartung | Beobachtung |
|---|---|
Energie abhängig von der Amplitude (Intensität) des Lichts | Abhängig von der Wellenlänge |
Kontinuierliche Aufnahme der Energie und zeitliche Verzögerung bis zum Auftreten des Effekts | Photoeffekt ist instantan (augenblicklich) |
Lichtquanten
Anstatt Licht nur als Welle zu betrachten, geht Einstein von sogenannten Lichtquanten aus. Diese Lichtquanten enthalten die Energie des Lichtes und sind zählbar, bewegen sich, ohne sich zu teilen, und können nur als Ganzes absorbiert werden.
Zudem ist die Energie des Quants abhängig von der Wellenlänge und alle Lichtquanten der gleichen Wellenlänge besitzen die gleiche Energie.
Ein Elektron kann somit nicht jeden möglichen Energiebetrag aufnehmen, sondern lediglich ein Lichtquant absorbieren und dessen gesamte Energie aufnehmen oder kein Lichtquant aufnehmen und damit auch keine Energie.
Später wurde die Bezeichnung Lichtquant durch den Begriff des Photons ersetzt.
Für den Versuch gilt:
Wellenlänge * Grenzwellenlänge | Energie unzureichend |
|---|---|
Wellenlänge Grenzwellenlänge | Elektronen werden gelöst |
* kleine Wellenlänge bedeutet eine größere Frequenz, was einer höheren Energie entspricht
Bei höherer Intensität werden mehr Elektronen pro Zeiteinheit emittiert, was zu einem höheren Photostrom, aber nicht zu höherer Spannung (Energie der Elektronen) führt.
