Alexander Lange - Lehrer-Uni
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Alexander Lange Lösung zum Physik Abitur 2007 -Haupttermin Aufgabe III: C1) Ohne das Glasplättchen haben die beiden Strahlen keinen Gangunterschied. Das Maximum 0. Ordnung ist in der Mitte des Schirms. Wird das Glasplättchen davor geschoben verringert sich die Geschwindigkeit des Lichts und somit auch die Wellenlänge (λ= c/f). Das Licht erreicht den, mit dem Glasplättchen versehenen Spalt auf Grund der zusätzlichen Wellenfronten im Glas später, wodurch eine Phasendifferenz entsteht. Das Maximum 0. Ordnung wird zur Seite mit dem Glas verschoben. Damit ein Maximum entstehen kann muss der Gangunterschied ausgeglichen werden. C2) Es gilt: c=λ*f f bleibt beim Eintritt ins Glas gleich. Da die Geschwindigkeit des gelben Lichts in Glas größer als die des blauen ist wird λ größer. Dadurch wird die Verzögerung geringer als bei blauem Licht, sodass das gelbe Maximum zwischen den Beiden blauen liegt. D1) Um die maximale kinetische Energie zu bestimmen legt man eine schwache Gegenspannung an. Die Gegenspannung fängt die Fotoelektronen ab. Wird diese solange erhöht bis kein Strom IF mehr gemessen wird, erreichen auch die Elektronen mit der maximalen kinetischen Energie den Anodenring nicht mehr. Mit der Formel WKin,max = e*UG kann nun die Energie berechnet werden. D2) GEG: λ=250*10-9 m UG = 1,8 eV GES: WA WA=WPH – Wkin,max WA = h*f - ½ mv² h*f = [h*c]/λ ½ mv²=e*UG WA = [h*c]/λ - e*UG = 5,08*10-19 J 1 eV = 1,60 * 10-19 J 5,08*10-19 J / 1,60 * 10-19 J = 3,18 eV D3) Wird die Intensität des Lichts verändert bleibt die Spannung gleich. Wird die Intensität größer besitzen mehr Fotoelektronen die maximale, kinetische Energie. Wird die Frequenz erhöht wird auch die Spannung größer, da gilt Wkin,max = h*f – WA. Wenn WA größer als h*f ist wird keine Spannung mehr gemessen. D4) Wenn das Licht eine Welle wäre, müssten bei höherer Intensität schnellere Elektronen entstehen. Es werden allerdings nur mehr Elektronen abgelöst. D5) Licht wird in Portionen (Quanten) abgegeben. Ist das Licht intensiverer gibt es mehr Quanten. Diese Anzahl der Quanten ist abhängig von der Frequenz. Jeder Stoff besitzt eine andere Ablöseenergie, sprich: die Energie die benötigt wird um ein Elektron auszulösen. Die übrig gebliebene Energie gibt den Elektronen ihre Geschwindigkeit.
