Photoeffekt (Einstein)
Der Photoeffekt beschreibt die Emission von Elektronen aus einer Metalloberfläche bei Bestrahlung mit Licht.
Formel
E_{kin} = h \cdot f - W_AVariablen & Einheiten – Photoeffekt (Einstein)
| Symbol | Bedeutung | Einheit |
|---|---|---|
| E_kin | Kinetische Energie des emittierten Elektrons | J oder eV |
| h | Plancksches Wirkungsquantum | J·s |
| f | Frequenz des einfallenden Lichts | Hz |
| W_A | Austrittsarbeit (materialspezifisch) | J oder eV |
Herleitung & Hintergrund – Photoeffekt (Einstein)
Albert Einstein erklärte 1905 den von Hertz beobachteten Photoeffekt durch die Quantenhypothese (Photonen mit E = hf). Hierfür erhielt er 1921 den Nobelpreis — nicht für die Relativitätstheorie.
Rechenbeispiel
Natrium (W_A = 2,28 eV), beleuchtet mit UV-Licht f = 8×10¹⁴ Hz: E_kin = (6,626×10⁻³⁴ × 8×10¹⁴) / 1,6×10⁻¹⁹ − 2,28 ≈ 1,03 eV.
Anwendungsgebiete
Solarzellen, Photodetektoren, Nachtsichtgeräte, Digitalkameras (CCD)
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Frage (Vorderseite)
Was beschreibt die Formel Ekin = hf − WA? Nenne alle Variablen und Einheiten.
Antwort (Rückseite)
Der Photoeffekt beschreibt die Emission von Elektronen aus einer Metalloberfläche bei Bestrahlung mit Licht.. E_kin: Kinetische Energie des emittierten Elektrons (J oder eV); h: Plancksches Wirkungsquantum (J·s); f: Frequenz des einfallenden Lichts (Hz); W_A: Austrittsarbeit (materialspezifisch) (J oder eV).
Wissenschaftliche Quellen
- [1]Einstein, A. (1905). Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt. Annalen der Physik.
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