Lichtquantentheorie

[Abiturschreiber]

Hallo Leute,

ich schreibe am Montag mein Physik-Abi und leider gibts es da ein paar Sachen die ich noch nciht verstanden habe. Vielleicht könnt ihr mir da weiterhelfen.

also die Lichtquantentheorie besagt ja: "Bei gleicher Frequenz bedeutet intensieveres Licht das Auftreten von mehr Lichtquanten, aber nicht von energiereicheren"
So weit so gut und auch alles verstanden. Aber wenn mehr Quanten auftreten, dann heisst das doch, dass bei der Vakuum-Photozelle je mehr Elektronen aus der Karthode herausgelößt werden, je weiter die Lichtquelle herangerückt wird, oder? Denn dann ist das Licht ja intensiver und es gibt somit mehr Quanten. Je eins der Lichtquanten trifft ein Elektron (es können doch nie zwei oder mehr Quanten ein Elektron treffen, oder?) und da es halt mehr Lichtquanten gibt, werden auch mehr Elektronen herausgelößt? oder ist das irgendwie falsch?

vielen Dank für hilfreiche Antworten :)

[Uli]

Hallo Leute,

ich schreibe am Montag mein Physik-Abi und leider gibts es da ein paar Sachen die ich noch nciht verstanden habe. Vielleicht könnt ihr mir da weiterhelfen.

also die Lichtquantentheorie besagt ja: "Bei gleicher Frequenz bedeutet intensieveres Licht das Auftreten von mehr Lichtquanten, aber nicht von energiereicheren"
So weit so gut und auch alles verstanden. Aber wenn mehr Quanten auftreten, dann heisst das doch, dass bei der Vakuum-Photozelle je mehr Elektronen aus der Karthode herausgelößt werden, je weiter die Lichtquelle herangerückt wird, oder? Denn dann ist das Licht ja intensiver und es gibt somit mehr Quanten. Je eins der Lichtquanten trifft ein Elektron (es können doch nie zwei oder mehr Quanten ein Elektron treffen, oder?) und da es halt mehr Lichtquanten gibt, werden auch mehr Elektronen herausgelößt? oder ist das irgendwie falsch?

vielen Dank für hilfreiche Antworten :)

Klingt alles ganz okay. Mich wundert nur dein "aber" im Text. Du scheinst da irgendeinen Widerspruch zu wittern ?

Gruß,
Uli

[zeitgenosse]

Denn dann ist das Licht ja intensiver und es gibt somit mehr Quanten. [...] ---und da es halt mehr Lichtquanten gibt, werden auch mehr Elektronen herausgelößt?

Das ist prinzipiell richtig. Zu beachten ist: Damit eine Elektronenemission überhaupt erfolgen kann, benötigt man Lichtquanten bestimmter (Mindest)-Energie. Ist die zugeführte Energie grösser als die Austrittsarbeit, erhalten die Elektronen eine "kinetische Überschussenergie".

Fazit:

a) Die Energie des einfallenden Photons E = f*h muss min. der Auslösearbeit des Elektrons entsprechen. Ansonsten entstehen lediglich angeregte Zustände.

b) Ist die Lichtintensität zunehmend, werden unter der obigen Voraussetzung auch mehr Elektronen aus dem Metall treten.

p.s.
Suche selbst unter dem Begriff "Photoelektrischer Effekt".

Gr. zg

[Abiturschreiber]

Danke für eure Antworten

Naja mein "aber" kam weil unser Lehrer uns erklärt hat (es sei den ich habe ihn irgendwie falsch verstanden) das der Photonenstrom I,ph nicht von der Intensität des Lichtes abhängt. Aber wenn bei höherer Intensität aufgrund der erhöhten Anzahl an Lichtquqanten auch mehr Elektronen herausgelößt werden (vorrausgesetzt die Austrittsarbeit wird erreicht) dann müsste bei höherer Lichtintensität doch eigentlich auch der Photonenstrom I steigen, oder?



PS:
natürlich habe ich das alles erst gegoogelt

[Abiturschreiber]

Danke für eure Antworten

Naja mein "aber" kam weil unser Lehrer uns erklärt hat (es sei den ich habe ihn irgendwie falsch verstanden) das der Photonenstrom I,ph nicht von der Intensität des Lichtes abhängt. Aber wenn bei höherer Intensität aufgrund der erhöhten Anzahl an Lichtquqanten auch mehr Elektronen herausgelößt werden (vorrausgesetzt die Austrittsarbeit wird erreicht) dann müsste bei höherer Lichtintensität doch eigentlich auch der Photonenstrom I steigen, oder?



PS:
natürlich habe ich das alles erst gegoogelt

[Uli]

Danke für eure Antworten

Naja mein "aber" kam weil unser Lehrer uns erklärt hat (es sei den ich habe ihn irgendwie falsch verstanden) das der Photonenstrom I,ph nicht von der Intensität des Lichtes abhängt. Aber wenn bei höherer Intensität aufgrund der erhöhten Anzahl an Lichtquqanten auch mehr Elektronen herausgelößt werden (vorrausgesetzt die Austrittsarbeit wird erreicht) dann müsste bei höherer Lichtintensität doch eigentlich auch der Photonenstrom I steigen, oder?

PS:
natürlich habe ich das alles erst gegoogelt

Mit "I" bezeichnet man i.a. die elektrische Stromstärke; Photonen sind aber elektrisch neutral. Du meinst sich den Strom der herausgelösten Elektronen; dieser hängt natürlich ab von der Intensität des einfallenden Lichtes.

Uli

[zeitgenosse]

...dann müsste bei höherer Lichtintensität doch eigentlich auch der Photonenstrom I steigen, oder?

Von einem Photonenstrom dN/dt kann man schon sprechen. Es ist evident, dass eine grössere Intensität von einem vergleichsweise grösseren Strom an Teilchen begleitet wird.

Somit:

a) Der spektrale Photonenstrom ist proportional zur Lichtintensität des Strahlungsfeldes.

b) Die Energie der Photonen dagegen ist eine Funktion der Frequenz.

Ich denke, dass du den Teacher auf diesen Punkt nochmals gezielt ansprechen solltest.

Gr. zg

[Uli]

Von einem Photonenstrom dN/dt kann man schon sprechen.

Klar, aber der Buchstabe I steht für die elektrische Stromstärke (Ableitung der elektrischen Ladung nach der Zeit) und passt nicht ganz zum elektrisch neutralen Photonenstrom.