Physikaufgaben

[Cissai]

Hallo!
Am Mittwochabend hatte ich einige von Euch per ICQ genervt, mir bei meinen Physikhausaufgaben zu helfen. Es ging um den Fotoeffekt, Quantenphysik usw. . Betroffen davon waren chr.flader, Jules, TGO, BT-Tobi und Defence, nochmals herzlichen Dank für Eure Hilfe, auch wenn wir nicht besonders weit gekommen sind.
Doch mit ein wenig Hilfe vom Lehrer und Mitschülern habe ich die Aufgabe in der Schule hinbekommen und muss sagen, so schwer war es doch nicht. :-))

Hier die Aufgabe:

Eine Fotozelle enthält eine Kaliumkathode. Berechnen Sie die Grenzfrequenz (W a=2,25 eV)!
Welche Energie und Geschwindigkeit haben die schnellsten Fotoelektronen bei UV-Licht
(Lambda = 100 nm) ? Ist ihre Energie bei 50 nm doppelt so groß?

Lösung:

Grenzfrequenz:

gegeben: W=2,25 eV=3,60495*10^-19 J , h=6,626*10^-34 Js (Plancksche Konstante)
gesucht: f grenz

W phot= h*f
f grenz= W / h
f grenz= 3,60495*10^-19 J / 6,626*10^-34 Js

f grenz= 5,433*10^14 Hz

Energie:

gegeben: h , W a , Lambda , c= 300 000 km/s= Lichtgeschwindigkeit
gesucht: E und f

E= h*f - W a c= *f
f= c / Lambda
f= 300 000 km/s / 100 nm
f= 3*10^15 Hz

E= 6,626*10^-34 Js * 3*10^15 Hz - 3,60495*10^-19 J

E= 1,6278*10^-18 J


Geschwindigkeit:

gegeben: E kin , m e= 9,1095*10^-31 kg
gesucht: v

E kin= ½ m*v^2

E kin / ½ m = v^2
1,6278*10^-18 / ½ *9,1095*10^-31 kg= v^2
3,574*10^12= v^2

1890,463296 km/s = v



Ist ihre Energie bei 50 nm doppelt so groß?

Die Energie ist bei 50 nm nicht doppelt so groß, die Intensität des Lichts bestimmt die Anzahl der ausgelösten Elektronen, nicht ihre Energie.

Diesen Satz hat mir chr.flader gegeben und er war richtig, danke!
Bei dem rechnerischen Beweis kommt 2817,461022 km/s raus.


Nun haben wir eine knifflige, freiwillige Aufgabe zum nächsten Mal auf. Ich weiß im Moment nicht die Lösung, aber eventuell mag der ein oder andere von Euch es mal probieren.

Das dunkel adaptierte Auge nimmt eine Bestrahlungsstärke von 10^-10 W m^-2 bei Lambda = 600 nm
gerade noch wahr. Wie viele Photonen treffen je Sekunde die Pupillenöffnung von 6 mm Durchmesser?



Viel Spaß! :-)

[chr.flader]

Dann hat’s ja doch geklappt, vielen Dank, dass du noch mal das Ergebnis reingestellt hast!

Ich bedanke mich auch... Cool... hab ja gesagt alle guten Dinge sind drei!;-)

Original geschrieben von Unregistered
Ich bedanke mich auch... Cool... hab ja gesagt alle guten Dinge sind drei!;-)

echt jetzt ging das auch nicht so richtig!man wasn hier los?

[Cissai]

Hi!
Was meint Ihr zur neuen Aufgabe, seid ihr da auch genauso ratlos, wie ich?

[Sascha Eichmann]

Tja, mein LK Physik liegt schon 2 Jahre zurück; dumm für dich!
Aber trotzdem viel Spaß.

Welche neue Aufgabe? Einfach mal posten...

[Sascha Eichmann]

Ich denke, diese hier:

Original geschrieben von Cissai


Nun haben wir eine knifflige, freiwillige Aufgabe zum nächsten Mal auf. Ich weiß im Moment nicht die Lösung, aber eventuell mag der ein oder andere von Euch es mal probieren.

Das dunkel adaptierte Auge nimmt eine Bestrahlungsstärke von 10^-10 W m^-2 bei Lambda = 600 nm
gerade noch wahr. Wie viele Photonen treffen je Sekunde die Pupillenöffnung von 6 mm Durchmesser?



Viel Spaß! :-)

[klugscheisser]

unglaublich, was ihr alles berechnen könnt (ehrlich gemeinter Respekt)

Und ich Dummerchen habe bis heute nicht verstanden, wozu die Annahme(?), Photonen hätten eine Ruhemasse von Null, dienen soll, wo es doch wohl keine "ruhenden" Photonen gibt; vielmehr sollten die doch alle mit (mindestens???) LG durch die Gegend sausen und eine praktisch unendlich hohe kinetische Energie haben, oder ???

Diesen Widerspruch versuche seit meinem 10. Lebensjahr zu lösen und hatte immerhin 48 Jahre Zeit zum grübeln .....

Naja, wenn ihr mir auch nicht helfen könnt, grüble ich halt nochmal 48 Jahre ...

Thx Sascha, wer lesen kann ist klar im Vorteil

...bei mir steht das Thema Wellen/Licht zum Glueck noch aus (PH-LK), insofern halt ich mich erstmal raus...