Fotozelle, Lichtleistung ...

CJ · Anmeldungsdatum: 23.09.2004 Beiträge: 2 Wohnort: FFM

Hallo,

das hier ist mein erste Topic im Physikboard und leider ist es gleich ein Hilfegesuch traurig

. Ich hänge bei folgender Aufgabe fest:

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Eine Fotozelle mit der Austrittsarbeit Wa= 3,06*10^-19 J wird mit Licht der Wellenlänge 6,5*10^-7 bestrahlt. Die Lichtleistung am Ort der Fotoschicht beträgt P=0,01W.
Die eingestrahlte Energie soll vollständig zur Erzeugung von Fotoelektronen dienen. Wie groß ist unter diesen Voraussetzungen der durch den Fotoeffekt in der Zelle bewirkte elektrische Strom, wenn eine Spannungsquelle im Stromkreis alle Fotoelektronen absaugt?
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Mein bisheriger Lösungsversuch ist wie folgt:

Wenn ich über die Wellenlänge die Frequenz des Lichtes berechne und damit dann die Photonenengergie, stelle sich fest, dass diese genau so groß ist wie die Austrittsarbeit.
Mein Problem liegt jetzt darin, wie sollen Photoelektronen entstehen, wenn die Photonenenergie gerade mal zum herauslösen, aber nicht zum beschleunigen reicht. Nach der Formel E=h*f-Wa besitzen die Photoelektronen also die Energie 0.

Kann mir jemand von euch vielleicht einen Tip zur Lösung dieser Aufgabe geben, selbst wenn das von mir beschriebene Problem nicht auftreten würden (also die Wellenlänge noch kleiner wäre) wüsste ich nicht genau wie ich die Information mit der Leistung von P=0,01 verarbeiten müsste.

Vielen Dank
CJ

Bruce · Anmeldungsdatum: 20.07.2004 Beiträge: 537

Hallo CJ

,

im Prinzip steht die Antwort auf deine Frage schon in der Aufgabenstellung!
Die Elektronen werden durch die Spannungsquelle abgesaugt, d.h. an der
Oberfläche der Zelle gibt es ein elektrisches Feld, das die austretenden
Elektronen von der Oberfläche wegbeschleunigt.

Gruß von Bruce.

Gast

Vielen Dank Bruce, auf die Idee bin ich garnicht gekommen smile

.

Ich hab mir jetzt mal weter Gedanken gemacht und die Aufgabe wie folgt gelöst:

- P=0,01W => Wel=0,01W/1s=0,01J (elektrische Arbeit in 1s)

- Anzahl der Photonen = Anzahl der ausgelösten Elektronen:

Anzahl = 0,01J/(3,06*10^-19) = 3*10^16 Elektronen
(Wel/Ablösearbeit Wa)

- Stromsträke I=(Anzahl der Elektronen)/(Zeit 1s)
I= 4,8*10^-3A

So dachte ich mir die Aufgabe zu lösen, könntest du mir vielleicht noch sagen ob das so richtig Gedacht ist?

Ciao CJ

Bruce · Anmeldungsdatum: 20.07.2004 Beiträge: 537

Das erscheint mir soweit plausibel,

allerdings ist W=P*t und nicht wie von dir behauptet W=P/t.
Das macht im numerischen Ergebnis hier aber keinen Unterschied,
da Du t=1s gesetzt hat.

Gruß von Bruce.

Gast · Gast

Hallo!

Ich habe eine ähnliche Aufgabe:
(Austrittsarbeit Wa war vorher 3,129*10^-19 J)
Nehmen wir an, dass nur 80% der eingestrahlten Lichtenergie zur Ablösung von Fotoelekronen dient (restliche 20% Ablösung von der Metalloberfläche). Die Lichtleistung am Ort der Fotoschicht beträgt 2*10^-2W. Wie groß ist die in der Zelle durch das blaue Licht (4,35*10^-7 m) bewirke Fotostromstärke?

Kann mir hier jemand bei helfen? Meine Ansätze führen zu nichts... Hilfe