Berechnen Sie die Grenzfrequenz und die maximale kinetische Energie der ausgelösten Elektronen.

Question

Aufgabe:

13 Auf die Kathode einer Fotozelle fällt Licht der Wellenlänge \( \lambda=436 \mathrm{~nm} \). Die Arbeit \( E_{A} \) zum Auslösen von Elektronen aus dieser Kathode betrage \( 3,0 \cdot 10^{-19} \mathrm{~J} \).
Berechnen Sie die Grenzfrequenz und die maximale kinetische Energie der ausgelösten Elektronen. Erläutern Sie, warum die kinetische Energie der Elektronen bei Licht mit doppelter Frequenz nicht doppelt so groß ist.

Problem/Ansatz:

Keine Ahnung wie das gehen soll…

Answer 1

Salut Natikal,

ich hoffe, dass du nach 2 Tagen noch nicht das Interesse an deiner obigen Frage verloren hast. Es wäre schad drum ...

Auf die Kathode einer Fotozelle fällt Licht der Wellenlänge λ = 436nm.. Die Arbeit E_A zum Auslösen von Elektronen aus dieser Kathode betrage 3,0 * 10^-19 J.

Berechnen Sie die Grenzfrequenz ...

ƒ_gr =  E_A / h =  3,0 * 10^-19 J / (6,6260 * 10^-34 J s)  =  4,528 * 10¹⁴ s^-1

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und die maximale kinetische Energie der ausgelösten Elektronen.

E_{kin (max)} =  E_phot - E_A

E_phot =  h * ƒ

ƒ  =  c / λ  =  3,0 * 10⁸ m s^-1 / 4,36 * 10^-7 m =  6,881 * 10¹⁴ s^-1

E_phot =  6,6260 * 10^-34 J s * 6,881 * 10¹⁴ s^-1  =  4,56 * 10^-19 J

Eingesetzt in obige Gleichung:

E_{kin (max)}  =  4,56 * 10^-19 J - 3,0 * 10^-19 J =  1,56 * 10^-19 J =  0,974 eV  

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Erläutern Sie, warum die kinetische Energie der Elektronen bei Licht mit doppelter Frequenz nicht doppelt so groß ist.

Die aus einem Festkörper durch Licht herausgelösten Elektronen besitzen eine max. kinetische Energie.
Betrachte nochmals die eben verwendete Gleichung:

E_{kin (max)}  =  E_phot - E_A

Da die Austrittsarbeit E_A unverändert bleibt, kann eine Verdopplung der Lichtfrequenz nicht zu einer Verdopplung von E_{kin (max)} führen.

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Schöne Grüße :)