Fotoeffekt Austrittsarbeit/ Grenzfrequenz

max5588 · Anmeldungsdatum: 17.02.2017 Beiträge: 35

Meine Frage:
Hallo stehe gerade vor einer Aufgabe, die ich nicht lösen kann:
Bei der Bestrahlung mit Frequenzen f1= 6,88*10^14 Hz und f2= 5,19*10^14Hz waren Bremsspannungen von U1= 0,83V und U2=0,13V erforderlich(Gegenfeldmethode).
Berechnen sie die Austrittsarbeit und die Grenzfrequenz ohne Diagramm.

Meine Ideen:
Mein Problem ist, dass die Grenzfrequenz von der Austrittsarbeit abhängt und ich damit immer zwei unbekannte Variablen habe.
Kann mir hier jemand helfen?

elbilo · Anmeldungsdatum: 12.02.2018 Beiträge: 152

Hey, ich gebe dir mal einen Ansatz:

Kümmere dich zuerst nur um die Austrittsarbeit. Alles nötige hierfür hast du gegeben. Damit du an die Austrittsarbeit kommst, hilft es dir evtl, zu gucken, was mit der Energie passiert, die die Elektronen durch die Absorption der Photonen aufnehmen (ein Elektron absorbiert genau ein Photon). Wozu ist die Bremsspannung denn äquivalent?

Ich hoffe das hilft dir ein bisschen smile

Beste Grüße
elbilo

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 6202

Nur als Ergänzung:

max5588 · Anmeldungsdatum: 17.02.2017 Beiträge: 35

Danke für eure Antworten!
Ist die Austrittsarbeit gerade überwunden, wird die gesamte Energie des Lichtquants für das Ablösen eines Elketrons aufgewendet, d.h. dessen kinetische Energie ist 0 (es fließt kein Fotostrom). Für die Austrittsarbeit gilt also W=h*fgrenz
Bringt mir dann ja aber nichts, denn die Grenzfrequenz habe ich nicht.
Was ich daher überlegt hatte:
Im f-E-Diagramm kann man eine Gleichung für Wkin.max. der abgelösten Elektronen aufstellen.

Diese lautet:
Wkin.max.=h*f-Wa

Setze ich für f die Frequenz f1 = 6,88*10^14 ein und die zugehörige Austrittsenergie der Elektronen die sich aus U1 ergibt (0,83eV) kann ich mit Einsetzen von h nach Wa auflösen und erhalte

Wa= 3,229*10^-19J (ähnlicher Wert für das andere Wertepaar)

Damit ist es dann leicht fgrenz auszurechnen:
fgrenz= 4,87*10^14 Hz

Scheint den Werten nach stimmig zu sein, was meint ihr?

elbilo · Anmeldungsdatum: 12.02.2018 Beiträge: 152

Die Werte, die du berechnet hast, stimmen.
Hast du denn nun alles verstanden? Weil die Erklärung die du mit deinen Lösungen präsentiert hast hört sich nicht ganz so richtig an.

Gruß
elbilo

max5588 · Anmeldungsdatum: 17.02.2017 Beiträge: 35

Ich habe es soweit verstanden.
Mit der Erklärung in meiner Antwort habe ich nur die Formel für die Austrittsarbeit hergeleitet. Denn wenn man eine Fotozelle mit Photonen einer Frequenz bestrahlt die gerade genug Energie haben, um Elektronen aus der Katode zu lösen, ist die Energie der Elektronen danach 0 und sie erreichen die Ringanode der Zelle nichtmehr. Über diese Erklärung habe ich Wa hergeleitet. Ich glaube das müsste stimmen.

elbilo · Anmeldungsdatum: 12.02.2018 Beiträge: 152

Ja das stimmt, dann hattest du es wahrscheinlich nur unglücklich formuliert.

Falls noch was ist, frag ruhig.

Gruß
elbilo

max5588 · Anmeldungsdatum: 17.02.2017 Beiträge: 35

Alles klar, danke!