Quantenphysik - Fotoelektronen. Gemischte Aufgaben und ein Experiment

  • Fällt jemandem ein Experiment ein, mit dem man die kinetische Energie von Elektronen, die durch Wechselwirkung mit Licht freigesetzt werden bestimmen könnte...?
    Mir fällt einfach kein Versuchsaufbau ein...

    Noch ein paar Aufgaben:

    Fotodiode wird mit Licht (Wellenlänge: 540 nm) bestrahlt. Bei einer Gegenspannung (0,34 V) sind alle Elektronen, die durch die Wechselwirkung des Lichtes mit der Katode aus dieser ausgetreten sind, gerade auf die Geschwindigkeit 0 ausgebremst.

    Jetzt soll man die Energie der Photonen, die kinetische Energie der Elektronen, die Ablösearbeit Wa und die Grenzfrequenz des Katodenmaterials, also fg berechnen. Außerdem noch das Material der Katode, aber das krieg ich wohl selber hin.

    Weiter: Mit welcher Geschwindigkeit verlassen die Elektronen die Katode?

    und: Könnte Licht der Wellenlänge 720 nm bei dem verwendeten Katodenmaterial den Fotoeffekt auslösen? kleine Hilfestellung: Grenzfrequenz fg = 4,74*10^14 Hz. Dann noch begründen, das schaff ich aber wohl wieder auch alleine.

    Nun haben die Elektronen bei Licht mit einer Wellenlänge von 540 nm eine kinetische Energie von 0,34 eV. Die Frage: Welche Wellenlänge müsste eine Strahlung haben, damit die Elektronen eine DOPPELT so große kinetische Energie haben? Also bei der Aufgabe ist bei mir der Wurm drin ... versteht das jemand?

    Danke für jede Hilfe, ich komm grad nicht unbedingt weiter...

  • Ist wahrscheinlich schon was Spät.

    Als Versuch fällt mir spontan die Lorentzkraft ein. Ich zwinge die freien Elektronen auf eine Kreisbahn, so das Lorentzkraft = Zentripetalkraft. Die Elementarladung, Elektronenmasse und B-Feld stärke muss ich kennen, den Radius bestimm ich im Versuch. Elektronen fliegen an einer Leuchtschicht vorbei.
    Ansonsten natürlich noch die möglichkeit über Gegenfeld wie in der Aufgabe erwähnt.

    Ich nehme mal an, dass die anderen Aufgaben geklappt haben.
    Bei der letzten geht es wieder mit Energiebetrachtung.

    E_Photon = E_Austritt + E_Kin

    Jetzt ist aber die Energie gesucht, damit E_Kin doppelt so groß ist. Man addiert auf beiden seiten mit E_Kin:

    E_Photon' = E_Photon + E_Kin = E_Austritt + 2 * E_Kin

  • Natürlich ist nicht die Energie gesucht, sonder die Wellenlänge, aber das kann man ja leicht mit dem Plankschen-Wirkungsquantum umrechnen. E = h *f