Wellentheorie Photoeffekt
Hey Leute,
was ist mit der Wellentheorie beim Photoeffekt nicht erklärbar?
Ich verstehe das Thema absolut nicht HILFE!
mfg, CallMeEinstein
4 Antworten
Naja sehe es mal so, kommt eine Photon daher das wir als welle beschreiben. Trifft es nun auf das elektron passiert (rein wenn wir es als welle beschreiben elektron und Photon) nichts ausser, das sich vlt deren Wellenfunktionen überlagern, aber alle beide gehen ihres weges weiter. Weil würde bei wellen (klassisch gesehen) eine interaktion stattfinden könntest du mit zb schallwellen andere schallwelllen eine neue richtung aufbrummen was bis heute noch nie passiert ist.
Ist aber das Photon ein "Teilchen" also eine "Kugel" sagen wir und das Elektron auch, stoßen die miteinander (gaaanz grob gesagt) das heißt das Photon gibt den elketron seine Energie (sagen wir mal). Dann hat das elektron plötlich mehr energie und kann den verband wo es gebunden ist verlassen.
Grundsätzlich kann die "Wellentheorie" - wie sie im 19. Jahrhundert verstanden wurde -eigentlich gar nichts erklären, außer (formal) Beugung und Brechung.
Der damals bekannte "außere Photoeffekt", den Ute beschreibt, war schon deswegen nur unvollständig verstanden, weil es ja noch gar keine einigermaßen richtige Atomvorstellung gab ("einigermaßen" war das Bohrsche Atommodell von 1913), ja manche Physiker der Existenz von "Atomen" überhaupt kritisch gegenüber standen.
Um so größer ist Einsteins Erklärung von 1905 (auf Basis der Planckschen Vision von "Energie-Quanten") zu werten.
Um auf "Wellenbasis" etwas zu erklären, benötigt man eine Wechselwirkungstheorie zwischen Lichtwellen und Elektronen(Materie-)wellen; das ist einigermaßen unübersichtlich...
Beim Photoeffekt geht es ja darum, dass Licht auf eine Metalloberfläche gestrahlt wird. Dabei werden aus der Metalloberfläche Elektronen "herausgelöst" (durch Energieübertragung) den resultierenden Strom kann man messen. Dabei bemerkt man,
dass der Effekt erst ab einer bestimmten Mindestfrequenz des Lichtes auftritt. Vorher nicht
dass es egal ist, wie intensiv das Licht ist, die doppelte Lichtmenge bei einer knapp zu niedrigen Frequenz nützt also nichts.
Im Wellenbild sollte auch die zweite Methode zum Herauslösen von Elektronen führen, denn auch hier wird dem Metall mehr Energie zugeführt. (Im Wellenbild hängt die Energie einer Welle von ihrer Amplitude ab. (Außerdem sollte im Wellenbild nicht eine Mindestenergie nötig sein, bei weniger energiereichem Licht sollten weniger Elektronen ausgelöst werden. )
Erst wenn man annimmt, dass das im Atom gebundene Elektron die Energie nur in bestimmten (Mindest) "Paketen" annehmen kann, wird der Effekt verständlich. Die Lichtenergie muss also in Paketen auf das Elektron übertragen werden - das wären dann die Photonen. (Erst im Teilchenbild hängt die Energie des Lichtes über das Plancksche Wirkungsquantum mit der Frequenz zusammen.)
Insgesamt ist der Photoeffekt nicht nur ein Beleg für's Teilchenbild des Lichtes (Photonen), sondern auch für die Quantisierung der Energieübertragung im atomaren Bereich überhaupt.
dass die energie der elektronen unabhängig von der intensität des lichts ist, sondern nur von der frequenz abhängt.