Fotoeffekt Erklärung?
1) Eine Metallplatte wird auf einer Seite mit UV-Licht bestrahlt, auf der anderen mit sichtbarem Licht. Welche Ergebnisse sind zu erwarten?
2) Wir nehmen an, dass die Energie des Lichts gleichmäßig an jedes einzelne Elektron der Zinkplatte verteilt würde. Welches Ergebnis ist zu erwarten und warum?
Zu 1) Ich habe mir gedacht, dass die Seite mit dem UV-Licht Elektronen herauslöst, die andere jedoch nicht, weil wir das so besprochen hatten. Aber warum ist das so?
Zu 2) habe ich keinen blassen Schimmer. Ich wäre für jede Hilfe dankbar :)
1 Antwort
Damit Elektronen einen Festkörper verlassen können, müssen diese eine vom Stoff abhängige Energieschwelle überwinden. Diese Schwelle, auch Austrittsarbeit genannt, ist die kleinste notwendige Menge an Energie, die man an die Elektronen übertragen muss, um sie auslösen zu können und beträgt für Zink 4,34 eV. Weil sichtbare Licht eine Energie von höchstens 3,26 eV pro Lichtteilchen transportieren kann und weil ein Elektron in der Regel nur die Energie eines einzigen Lichteilchens gleichzeitig aufnehmen kann, muss man hierfür mindestens fernes UV-Licht (also UVC-Licht) verwenden, das Energien von 4,43 bis 6,20 eV pro Lichtteilchen transportieren kann.
Anhand dieser Aufgabe kannst Du vielleicht auch verstehen, warum UV-Licht und andere noch energiereichere elektromagnetische Strahlen (X- und Gammastrahlen) Krebs verursachen können, während sichtbares Licht (dank der Austrittsarbeit) keinen Schaden anrichtet, sondern durch die Anregung der Produktion von Vitamin D im Körper sogar lebensnotwendig ist. Eine neue Studie hat gezeigt, dass die intensive Nutzung von Sonnekremen krank machen kann, weil die Haut dann nicht nur die UV-Strahlung fernhält, sondern auch die sichtbare.