Hallo!
Was versteht man im folgenden Kontext unter Lichtintensität?
„Aus dem Licht einer Quecksilberdampflampe wird jeweils eine einzige Spektrallinie mit der Wellenlänge λ herausgefiltert. Dieses Licht trifft auf die Kathode (K) einer Photozelle und löst dort den Photoeffekt aus. Um die maximale kinetische Energie der austretenden Elektronen zu bestimmen, wird mit Hilfe einer Potentiometerschaltung eine Gegenspannung U so weit erhöht, bis die Elektronen nicht mehr an der Anode (A) ankommen (d.h. kein Photoelektronenstrom I mehr fließt). Der Wert der Gegenspannung, für den I = 0 ist, wird mit UG bezeichnet.“
Ok, dann sind einige Messwerte vorgegeben, daraus soll man graphisch das Planck’sche Wirkungsquantum und die Austrittsarbeit bestimmen.
So, und nun kommen folgende zwei Teilaufgaben:
„c) Wie groß ist für λ = 422 nm die maximale Geschwindigkeit der aus der Kathode herausgelösten Photoelektronen in m/s? (Die Ruhemasse des Elektrons ist 9.1 × 10–31 kg)
d) Wie wirkt sich im Fall c) eine Verdoppelung der Lichtintensität auf die maximale Geschwindigkeit der Photoelektronen aus?“
Aufgabe c) habe ich, aber bei Aufgabenteil d) ist mir nicht klar, was mit „Lichtintensität“ gemeint ist. Gibt es dafür eine bestimmte Formel oder wofür steht hier dieses Wort?
Grüße,
Anja
Hallo!
Was versteht man im folgenden Kontext unter Lichtintensität?
Lichtintensität ist die Anzahl Photonen pro Zeiteinheit. Sprich: mehr Licht, nicht etwa andersfarbiges Licht. Die Einheit für Lichtintensität ist Candela (cd), sie ist eine physikalische Grundeinheit im SI - System.
Gruß,
Ingo
Hallo Ingo!
Danke, das hatte ich mir auch schon so vorgestellt, aber diese Frage fand ich irritierend. Das bedeutet ja, dass die Lichtintensität keinen Einfluss auf die Photoelektronen-Geschwindigkeit, sondern nur auf deren Stromstärke hat, oder?
Grüße,
Anja
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Hallo!
Was versteht man im folgenden Kontext unter Lichtintensität?
Lichtintensität ist die Anzahl Photonen pro Zeiteinheit.
Nein.
Lichtintensität ist Leistung pro Fläche. Da bei kürzeren Wellenlängen jedes Photon mehr Energie trägt, führen dort weniger Photonen zur gleichen Intensität wie bei langwelligerem Licht viele Photonenen. (Nebenbei: Die Lichtintensität ist proportional zum Quadrat der Amplitude, also im Falle von elektromagnetischen Wellen proportional zur maximalen elektrischen Feldstärke).
Sprich: mehr Licht, nicht etwa andersfarbiges Licht. Die
Einheit für Lichtintensität ist Candela (cd), sie ist eine
physikalische Grundeinheit im SI - System.
Auch das ist falsch. Candela ist die Einheit für Lichtstärke. Lichtstärke ist aber keine rein physikalische Größe, weil das Lichtempfinden des menschlichen Auges mit einfließt.
Michael
Es ist schon spät…
Lichtintensität ist Leistung pro Fläche. Da bei kürzeren
Wellenlängen jedes Photon mehr Energie trägt, führen dort
weniger Photonen zur gleichen Intensität wie bei
langwelligerem Licht viele Photonenen. (Nebenbei: Die
Lichtintensität ist proportional zum Quadrat der Amplitude,
also im Falle von elektromagnetischen Wellen proportional zur
maximalen elektrischen Feldstärke).
proportional zum Quadrat davon, natürlich.
Auch das ist falsch. Candela ist die Einheit für Lichtstärke.
Lichtstärke ist aber keine rein physikalische Größe, weil das
Lichtempfinden des menschlichen Auges mit einfließt.
Wenn wir schon dabei sind: Die Einheit von Intensität ist W/m². So beträgt die Intensität des Sonnenlichts auf der Erdoberfläche unter günstigsten Voraussetzungen rund 1400 W/m².
Michael
Danke. Du hast natürlich Recht… - und etwas oT
Es ist schon spät…
Genau das war’s 
Man sollte nicht mehr posten, wenn man längst ins Bett gehört. Danke für die Korrektur.
Lichtintensität ist Leistung pro Fläche. Da bei kürzeren
Zu meiner Verteidigung: im gefragten Zusammenhang gilt aber nichts desto trotz, daß Intensität proportional zur Photonenanzahl(dichte) bzw. Photonenfluß ist.
Wenn wir schon dabei sind: Die Einheit von Intensität ist
W/m².
Yup.
So beträgt die Intensität des Sonnenlichts auf der
Erdoberfläche unter günstigsten Voraussetzungen rund 1400
W/m².
Im Erdorbit. Sie Solar"konstante"[1] von 1370W/m2 wird nur im Erdorbit erreicht und ist auch über die Leistung der Sonne in Erdentfernung zur Sonne definiert ohne filternde Atmosphären. Die Atmosphäre schluckt selbst im günstigsten Fall einen nicht unerheblichen Anteil, allein schon weil die meiste UV und IR - Strahlung nicht passieren kann - und das sind schon zusammen ca. 10%. Hinzu kommt die Extinktion im sichtbaren, die auch bei klarstem Himmel bei noch ca. 25% - sofern die Sonne im Zenit steht, mehr, um so mehr desto größer der Zenitabstand wird.
Weiterhin hat der Bezug zur Erdoberfläche das Problem, daß sich 1m2 der Kugelschale 1AE auf viel mehr Quadratmeter Erdoberfläche projeziert: folglich kommt man selbst unter idealen atmosphärischen Bedingungen am Pol zur Sommersonnenwende nur auf A = 1/sin(23,5°) = 2,5m2, also eine Abschwächung um den selben Faktor.
Wenn man Glück mit dem Wetter hat und sich in den Tropen befindet, kommt auf der Erdoberfläche etwa 900W/m2 an.
[1] Konstant ist sie nicht - im Laufe eines Sonnenzyklus schwankt sie durchaus um ca. 1 Promille.
Gruß,
Ingo