Plancksches Wirkungsquantum und externer photoelektrischerEffekt (Spektrallinientrennung durch Beugungsgitter)

Prinzip

Der Photoelektrische Effekt ist ein Schlüsselexperiment für die Entwicklung der modernen Physik. Das weiße Licht einer Glühbirne wird mit einem Beugungsgitter gebeugt und beleuchtet eine Photozelle. Die maximale Energie der emittierten Elektronen ist nur von der Frequenz des einfallenden Lichts nicht aber von dessen Intensität abhängig. Dieser Befund widerspricht der Wellentheorie des Lichts, ist aber im Rahmen des Welle-Teilchen-Dualismus des Lichts erklärbar. Die Bremsspannung U wird bei verschiedenen Lichtfrequenzen ermittelt und in Abhängigkeit von der Frequenz aufgetragen. Aus diesem Graphen wird dann das Plancksche Wirkungsquantum bestimmt.

Aufgaben

1.Berechnen Sie die Lichtfrequenz f in Abhängigkeit vom Spektrometerwinkel.
2.Bestimmen Sie die Bremsspannung U bei verschiedenen Lichtfrequenzen f und tragen Sie sie in Abhängigkeit von der entsprechenden Lichtfrequenz auf.
3.Berechnen Sie das Plancksche Wirkungsquantum aus der Abhängigkeit von Bremsspannung U und Lichtfrequenz f.

Lernziele

•Energie des Photons
•Absorption von Photonen
•Äußerer photoelektrischer Effekt
•Austrittsarbeit
•Photozelle
•Quantentheorie
•Plancksches Wirkungsquantum
•Gitterspektrometer


(Bitte beachten: Versuchsbeschreibung ist nur in englischer Sprache erhältlich)