Hallwachsexperiment - Ich brauche Hilfe!

[Morasain]

Also, folgendes Problem:

Das Thema unseres Physikkurses ist momentan der Photoeffekt, bzw. das Hallwachsexperiment. Kurze Beschreibung folgt unten. Das Problem ist, dass wir jetzt erklären sollen, wieso die Zinkplatte entladen wird, wenn die Quecksilberdampflampe sie bescheint. Gehen wir von Licht als WElle aus, kein Problem, UV-Licht hat eine höhere Frequenz, die Energie ist also höher, und die Elektronen werden aus der Platte "gequetscht". Die zweite Aufgabe war jedoch, wie man das mit Teilchen-, also Strahlcharakter erklären kann, bzw. wie man das widerlegt. Ich habe mich der Gruppe angeschlossen, die glaubt, es geht nicht, und unsere Lehrerin hat dann der anderen Gruppe geholfen. Nach gut einer Zeitstunde Diskussion kamen die anderen auf die Theorie, dass sich, wenn das Elektron auf den Schalen zurückspringt (dabei entsteht das Licht), ein Teilchen nach E=mc² gebildet wird. Ein Teilchen aus purer Energie also. Da es uns nicht gelang, dieses Teilchen zu widerlegen, ich jedoch nicht aufgeben möchte, brauche ich hier Hilfe... gibt es eine Möglichkeit, irgendein Argument, um gegen dieses Teilchen anzugehen?

Hallwachsexperiment (Öffnen)

Der Versuchsaufbau ist wie folgt: Auf ein Elektroskop (genutzt zum Darstellen von Spannungen) wird eine polierte Zinkplatte gesteckt. Diese wird erst positiv aufgeladen, und dann mit einer Glühlampe bestrahlt - nichts passiert. Danach wird sie negativ aufgeladen - nichts passiert. Dann wieder positiv, jedoch mit der Quecksilberdampflampe, die einen sehr hohen UV-Anteil hat, bestrahlt - nichts passiert. Sobald die Lampe dann heißgelaufen ist, wird die Platte negativ aufgeladen, bestrahlt (sollte man hier nicht besser bewellt sagen?) und siehe da, die Platte entlädt sich. Das liegt daran, dass die UV-Wellen einen höheren Energiegehalt haben als "normales" Licht, und dadurch die überschüssigen Elektronen herauspressen, grob gesagt.

Danke schonmal, und freundliche Grüße, Mora.

[Niji Dasshu]

Na Gut, gehen wir das mal so an. E=mc² bezeichnet die Ruhe Energie, die bei jedem Teilchen gleich ist. Damit wird eigentlich nur gesagt, das Masse nichts anderes ist als komprimierte Energie.
Ich versteh das Problem nicht ganz: Nach dem Welle-Teilchen Dualismus gibt es keinen Unterschied, ob du das Photon als Welle oder Teilchen ansiehst.
Aber wenn du damit sagen willst, das ein Photon spontan in ein massereiches Teilche zerfällt: Das geht nicht. Das widerspricht der Energie-Impuls Erhaltung.
(auch wenn man quantenphysikalisch nur noch von Materialwellen spricht^^)

[Morasain]

(02.09.2012)Niji Dasshu schrieb:  Na Gut, gehen wir das mal so an. E=mc² bezeichnet die Ruhe Energie, die bei jedem Teilchen gleich ist. Damit wird eigentlich nur gesagt, das Masse nichts anderes ist als komprimierte Energie.
Ich versteh das Problem nicht ganz: Nach dem Welle-Teilchen Dualismus gibt es keinen Unterschied, ob du das Photon als Welle oder Teilchen ansiehst.
Aber wenn du damit sagen willst, das ein Photon spontan in ein massereiches Teilche zerfällt: Das geht nicht. Das widerspricht der Energie-Impuls Erhaltung.
(auch wenn man quantenphysikalisch nur noch von Materialwellen spricht^^)

Hilft mir rein garnicht, aber dankesehr...

Aus Interesse, wenn E=mc² die Ruheenergie bezeichnet... Was hat dann die Lichtgeschwindigkeit da zu suchen?

[Niji Dasshu]

Also: Das Licht besitzt sowohl Welle als auch Teilchencharakter. Erst wenn du versuchst das es als das Eine oder Andere zu messen, nimmt es diesen Charakter erst an.
Aber ob du vom Licht als Wellen oder Teilchencharakter ausgehst ändert nichts daran, das es dem System des Metalls Energie in einer bestimmten Form zuführst, mit der du die Austrittsarbeit (Fermi-Energie) der Elektronen (Ladung) überwindest und sie so aus dem Metall rausschlägst.

Wie gesagt: Das mit dem "Elektronen aus einem höheren Energieniveau herunterfallen und so Licht aussenden" ist richtig.
Aber ein Photon kann in kein massereiches Teilchen zerfallen. Photonen bewegen sich immer mit Lichtgeschwindigkeit in jedem Inertialsystem und haben die Ruhemasse=0. Ihre bewegte Masse ist ungleich 0. Ein Teilche mit Ruhemasse ungleich 0 kann aber niemals Lichtgeschwindigkeit erreichen.

Zu der berühmten Formel: E=mc².
Das Energie, Masse und Lichtgeschwindigkeit irgendwie miteinander zu tun haben, war schon in Form der Elekromagnetischen Masse vermutet.

In Einsteins Arbeit zur Elektrodynamik ist es erklärt, aber die Herleitung wird sogar Unimässig nicht wirklich gemacht, das ist quasi schon selbstverständlich. Vllt hier: http://de.wikipedia.org/wiki/%C3%84quiva...nd_Energie wenns dich interessiert. Ist allerdings vllt nicht ganz nachvollziehbar

Hilft dir das?

[Silver]

Hää? Warum postest du das hier? Was bitte ist daran "spaßig"?

[PremiumGismo]

(04.09.2012)Silver schrieb:  Hää? Warum postest du das hier? Was bitte ist daran "spaßig"?

es ist "sonstiges"