Photostrom - Übungsaufgabe

Maxbit · Gast

Hi,

ich habe folgende Übungsaufgabe für meine Physik-LK-Klausur bekommen und wollte sichergehen, dass ich alles richtig gemacht habe. Es wäre super, wenn ihr das einmal kontrollieren könntet, insb. die Ansätze und Herleitungen!

Die Aufgabe lautet wie folgt:
Auf die Kathode einer Vakuumphotozelle fällt monochromatisches Licht der Wellenlänge 435nm. Mit der Gegenfeldmethode kommt der Fotostrom bei 0,9V zum Erliegen.

a) Bei welcher Gegenspannung wird die Fotostromstärke Null, wenn statt des blauen Lichts Licht der Wellenlänge 580nm eingestrahlt wird?
b) Welchen Wert hat die Grenzwellenlänge bei dieser Fotozelle?
c) Wie groß ist die Austrittsarbeit in eV bei der verwendeten Fotokathode? Um welches Material handelt es sich vermutlich?
d) Welche Geschwindigkeit besitzen die mit Licht der Wellenlänge 436nm abgelösten Fotoelektronen höchstens?
e) Nehmen wir an, dass nur 80% der eingestrahlten Lichtenergie zur Ablösung von Fotoelektronen dient. Die Lichtleistung am Ort der Fotoschicht beträgt 0,02W. Wie groß ist die in der Zelle durch das blaue Licht bewirkte Fotostromstärke?

Meine Lösung:

a)
Zunächst wird die Austrittsarbeit des Metalls berechnet:

Es soll gelten:

b)
Um die Grenzwellenlänge zu bestimmen, muss sämtliche Energie des Photons nur für Austrittsarbeit aufgewendet werden, damit es anschließend frei vorliegt.

c)
Nach Aufgabenteil a) beträgt die Austrittsarbeit

. Es handelt sich vermutlich um Cäsium oder Barium (Wikipedia -> Austrittsarbeit habe ich mal als Quelle genommen, steht auch in der Formelsammlung, denke ich)

d)

e)
N sei die Anzahl der Photonen. Meine Annahme ist, dass jedes Photon ein Elektron löst (sonst wüsste ich nicht, wie ich das lösen soll...)

Stimmt das alles so? Bin ich richtig vorgegangen? Vielen Dank, wenn ihr alles bis hierhin mitverfolgt und mitgerechnet/dacht habt! Danke!

Viele Grüße

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Nach flüchtigem Überfliegen scheint das Vorgehen zu stimmen. Technische Anmerkung: Bitte so genau wie möglich rechnen, insbesondere mit Naturkonstanten; Runden erst beim Ergebnis. Das Material könnte Barium oder Cäsium sein.