Fotoeffektdiagramm

Wissenschaft Physik
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Hallo,

ich bin gerade am Verzweifeln bzw. hab ein totales Brett vorm Kopf. Eigentlich müsste das total einfach sein,aber ich komm einfach nicht drauf…

Es geht um folgende Zeichnung:

http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Fotoelektrischeref…

  1. Frage:

Müssen die Werte immer maximalwerte sein? Maximalwert von U und f sind ja in dem Fall bei Wikipedia verwendet worden.

  1. Frage

Mein Lehrer hat mir eine Aufgabe gegeben:

Bei einem Versuch ergaben sich folgende Messwerte

Hz in 10^14
6,1
6,9
7,6
8,3

V
0,3
0,6
0,9
1,2

Stelle diese Messwerte in einem f-U-Diagramm dar und ermittle die Austrittsarbeit und die Grenzfrequenz

Auf die Plancksche Konstante, komme ich nur so ungefähr:

h=(1,2*1,602^-19 - 0,3*1,602^-19)/(8,3*10^14-6,1*10^14)=6,55*10^-34

Wäre das noch so ok oder hab ich mir das jetzt nur hingerechnet?

  1. Frage:

Um die Austrittsarbeit auszurechnen, muss ich doch so rechnen:

Wa=h*f-Ekin

von f die größte
von Ekin die größte

wäre

Wa=((6,63*10^-34/1,602^-19)*8,3^14)-1,2
Wa=2,23 eV

Für die Grenzfrequenz müsste ich so rechnen:

f=Wa/h

f=(2,23*1,602^-19)/6,63*10^-34

f=5,4*10^14

Ist das so richtig?

  1. Frage:

Dann soll ich in diese Zeichnung, einen Graphen einzeichnen der sich für ein Metall ergibt, dessen Austrittsarbeit 7,2*(10^-19) J ist.

Wie mache ich das?

Ich müsste den Wert erst mal umwandeln in 10^14 oder soetwas in der Art?

Aber dann habe ich keine Ahnung was ich dann machen soll.

Ich weiß ja nur das Wa=7,2*(10^-19) ist… Aber die restlichen Werte fehlen mir ja.

Auch wenn ihr mir nur eine Frage beantworten könntet, wäre ich euch sehr sehr dankbar, denn ich bin kurz vorm verzweifeln.

Gruß

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Moin,

ich bin nicht sicher, ob ich Deine Fragen/Probleme richtig verstehe.
Wenn Du dieses Experiment richtig und vollständig verstanden hast (?), ist die Auswertung aber nicht schwierig.
Man führt das Experiment mehrmals bei verschiedenen Photonenenergien (Frequenzen) durch, und misst jedesmal die Gegenspannung (die mal e die kinetische Energie ergibt). Die so erhaltenen Punkte zeichnet man in ein Diagramm - auf die Abszisse die Frequenz und auf die Ordinate die Gegenspannung oder gleich die kinetische Energie.
Da zwischen den Punkten ein linearer Zusammenhang bestehen muss, legt man jetzt eine Gerade durch die Punkte, entweder „per Auge“ oder mit linearer Regression. Von dieser Gerade ermittelt man nun den Anstieg, z.B. indem man ein Anstiegsdreieck einzeichnet. Und dieser Anstieg ist dann h, falls auf der Ordinate die Energie steht. Und die Austrittsarbeit ist der Schnittpunkt dieser Geraden mit der Energie-Achse.
Sind Deine Fragen jetzt beantwortet?

Olaf

3

Hallo!

Müssen die Werte immer maximalwerte sein? Maximalwert von U
und f sind ja in dem Fall bei Wikipedia verwendet worden.

Ich verstehe die Frage nicht. Was meinst Du mit „Maximalwerten“

Bei einem Versuch ergaben sich folgende Messwerte

Hz in 10^14

gemeint ist wohl: f in 10^14 Hz

6,1
6,9
7,6
8,3

gemeint ist wohl: U in V

V
0,3
0,6
0,9
1,2

Stelle diese Messwerte in einem f-U-Diagramm dar und ermittle
die Austrittsarbeit und die Grenzfrequenz

Auf die Plancksche Konstante, komme ich nur so ungefähr:

h=(1,2*1,602^-19 -
0,3*1,602^-19)/(8,3*10^14-6,1*10^14)=6,55*10^-34

gemeint ist wohl: h = 6,55 * 10^-34 Js

Ist doch ein super Wert. Weniger als 2% Abweichung vom Literaturwert …

Um die Austrittsarbeit auszurechnen, muss ich doch so rechnen:

Wa=h*f-Ekin

von f die größte
von Ekin die größte

Man kann das so machen, aber es setzt die Plancksche Formel und die Plancksche Konstante schon als bekanntes Ergebnis voraus. Logischer ist es, einfach ein Diagramm zu zeichnen und den Graph ins negative zu verlängern. Die Austrittsarbeit findest Du dann als „U-Achsenabschnitt“.

Für die Grenzfrequenz müsste ich so rechnen:

Auch die Grenzfrequenz kannst Du direkt aus dem Diagramm ablesen. (Es ist die Nullstelle der Geraden). Da muss man nichts rechnen.

Dann soll ich in diese Zeichnung, einen Graphen einzeichnen
der sich für ein Metall ergibt, dessen Austrittsarbeit
7,2*(10^-19) J ist.

Wie gesagt: Die Austrittsarbeit ist der U-Achsenabschnitt. Die Steigung ist h - genauso wie bei dem bereits gezeichneten Graphen. Gleiche Steigung, unterschiedlicher U-Achsenabschnitt … sollte nicht so schwer sein, oder?

Auch wenn ihr mir nur eine Frage beantworten könntet, wäre ich
euch sehr sehr dankbar, denn ich bin kurz vorm verzweifeln.

Etwas grundlos. Die Aufgabe ist viel einfacher als Du vermutlich bisher befürchtet hast.

Michael

P.S.: Achte auf die richtige Verwendung von Formelzeichen und Einheiten! Das ist nämlich immer die einfachste Möglichkeit den Lehrer von der eigenen Ahnungslosigkeit zu überzeugen :wink: