Das Photonmodell
Das Resultat, das wir für die kinetische Energie der Elektronen beim Photoeffekt erhalten haben, ist bemerkenswert.
Auf der einen Seite bestätigt es die Widersprüche zur Wellentheorie des Lichts:
- Abhängigkeit von der Frequenz des Lichts
- Unabhängigkeit von der Intensität des Lichts
Auf der anderen Seite liefert die Gleichung eine neuartige physikalische Interpretation des Lichts.
Photonen (Lichtquanten)
Die Energie des Lichts wird von den Elektronen nicht in kontinuierlicher Form aufgenommen.
Die Energie wird vielmehr in gequantelter Form absorbiert. Man spricht daher auch von Photonen oder Lichtquanten, von denen jedes eine bestimmte Energieportion trägt. Trifft nun ein solches Photon
Folgende Tabelle zeigt einige Werte für Austrittsarbeiten aus verschiedenen Metallen.
Stoff (Metalle und Oxide) | |
Wolfram (W) | 4,54 |
Molybdän (Mo) | 4,16 |
Silber (Ag) | 4,05 |
Kupfer (Cu) | 4,39 |
BaO-Paste | 0,99 |
Cs-Film auf W | 1,36 |
Diese Sichtweise erklärt die ermittelte Formel für die kinetische Energie der Elektronen: Wenn nun
und natürlich noch
Daraus folgt, dass ein Photon die Energie
Merke
Licht der Frequenz
trägt. Hierbei ist
Photonen werden nur als Ganzes absorbiert oder emittiert.
Beispiel
Licht der Wellenlänge
Hier ist
Der Wert ist negativ;
Bestimmung der Grenzfrequenz
Dies erklärt unter anderem auch die Grenzfrequenz
Der Photoeffekt setzt ja gerade dann ein, wenn die kinetische Energie
Liegt die Frequenz des Lichts unterhalb der Grenzfrequenz, so tragen die Photonen nicht genügend Energie, um Elektronen abzulösen.
Hier noch einige weitere Erklärungen:
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