Einstein_Photoeffekt
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Sebastian Glantschnig Albert Einstein Photoelektrischer Effekt Biographie 1879: Geburt in Ulm am 14.März 1896: Beginn des mathematischphysikalischen Fachlehrerstudiums am Polytechnikum Zürich 1900: Diplom als Fachlehrer für Mathematik und Physik 1902-1909: Technischer Vorprüfer am Eidgenössischen Amt für geistiges Eigentum (Patentamt) in Bern Annus mirabilis 1905 Arbeit „Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichts betreffenden heuristischen Gesichtspunkt“ zum photoelektrischen Effekt Dissertation „Eine neue Bestimmung der Moleküldimensionen“ Arbeit „Über die von der molekularkinetischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen“ zur brownschen Molekularbewegung Annus mirabilis 1905 Abhandlung „Zur Elektrodynamik bewegter Körper“ Nachtrag „Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig?“ (E = mc²) →Spezielle Relativitätstheorie Carl Friedrich von Weizsäcker: „Vier Publikationen über verschiedene Themen, deren jede, wie man heute sagt, nobelpreiswürdig ist“ Biographie 1908: Habilitation an der Berner Universität, nachdem sie diese im Vorjahr abgelehnt hatte 1909: Dozent für theoretische Physik an der Universität Zürich 1914-1932: „Berliner Jahre“ Forschung an der Preußischen Akademie der Wissenschaften in Berlin 1916: Fertigstellung der Allgemeinen Relativitätstheorie Biographie 1921: Nobelpreis für Physik 1932-1955: Übersiedeling in die USA nach Princeton. Anstellung am Institute for Advanced Studies. 1939: Unterzeichnung der Aufforderung an den amerikanischen Präsidenten, den Bau der Atombombe voranzutreiben 1945: Gründung des "Emergency Committee of Atomic Scientists" 1955: Einstein starb am 18. April 1955 im Alter von 76 Jahren in Princeton Historischer Überblick Die Natur des Lichts Newton: Licht besteht aus Partikeln Huygens: Theorie der Wellennatur des Lichts Maxwell: Verbindung von Elektrodynamik und Optik (Maxwell-Gleichungen) → Licht besteht aus elektromagnetischen Wellen Die Entdeckung des photoelektrischen Effekts Hertz: 1886, Arbeit mit Radiowellen Hallwachs: 1888, Bestrahlung geladener Zinkplatten Thomson: 1899, die vom Metall emittierten Ladungen sind identisch mit den von ihm 1897 entdeckten Elektronen Lenard: Nachweis von Elektronenemission an verschiedenen bestrahlten Oberflächen Der photoelektrische Effekt Die Physik Albert Einsteins: http://www.youtube.com/watch?v=nCdESULL6cA&feature=rela ted Der photoelektrische Effekt 3 Arten Äußerer photoelektrischer Effekt (auch Photoemission oder Hallwachs-Effekt) Herauslösen von Elektronen aus Metalloberflächen durch Bestrahlung Innerer photoelektrischer Effekt tritt in Halbleitern auf Atomarer Photoeffekt (Photoinisation) Ionisation von Atomen oder Molekülen durch Bestrahlung mit Licht genügend hoher Frequenzen Äußerer photoelektrischer Effekt Elektromagnetisches Spektrum Klassische Vorhersagen Licht als transversale elektromagnetische Welle mit Wellenlänge λ, die sich mit Lichtgeschwindigkeit c ausbreitet. Die Energie einer Welle wird auf eine große Anzahl von Elektronen aufgeteilt Sowohl die Anzahl als auch die noch vorhandene kinetische Energie der ausgetretenen Elektronen nimmt mit wachsender Lichtintensität zunehmen Emission der Photoelektronen umso später je geringer die Intensität Experimentelle Ergebnisse Es existiert eine Grenzfrequenz ν0, unterhalb derer keine Elektronen emittiert werden,unabhängig von der Intensität des eingestrahlten Lichts. Die kinetische Energie dieser Elektronen ist proportional ihrer Frequenz ν abzüglich der Grenzfrequenz ν0 Die Freisetzung der Elektronen beginnt sofort bei Einfall des Lichtes Die Anzahl der ausgelösten Elektronen ist proportional zur Bestrahlungsstärke Einsteins Erklärung Grundlage war Planck'sche Strahlungshypothese (1900): Licht besteht aus einem Strom von Teilchen, den Photonen Deren Energie E ist das Produkt aus der Frequenz ν des Lichts und dem Planckschen Wirkungsquantum h. Ephoton = hν =hc/λ h= Einsteins Erklärung Ekin = hν - WA Der photoelektrische Effekt Applets http://www.walter-fendt.de/ph14d/photoeffekt.htm http://phet.colorado.edu/sims/photoelectric/photoelectric_e n.jnlp http://lectureonline.cl.msu.edu/~mmp/kap28/PhotoEffect/ph oto.htm Versuchssammlung http://www.leifiphysik.de/web_ph12/versuche/09fotoeff/index.ht m Einsteins Erklärung 1916, Experimentelle Bestätigung durch Millikans Arbeit: „Quantenbeziehungen beim photoelektrischen Effekt → der photoelektrische Effekt war eines der Schlüsselexperimente zur Begründung der Quantenphysik (Welle-Teilchen-Dualismus) Der Nobelpreis 1922: Verleihung des Nobelpreises für Physik rückwirkend für das Jahr 1921 Einstein war zwischen 1908 und 1922 fast jedes Jahr für den Preis nominiert, jedoch Hinweis auf den Mangel experimenteller Bestätigungen Streit zwischen der Schweiz und Deutschland Literaturliste Bührke, T. (2004). Albert Einstein Herrmann, K. (1994). Der Photoeffekt. Grundlagen der Strahlenmessung Zankl, H. (2005). Nobelpreise. Brisante Affairen, umstrittene Entscheidungen Ziegelmann, H. (2005). Albert Einstein. Leben und Werk http://physik.uni-graz.at/~cbl/QM/contents/Projekte_2004/p1/ G7_Photoeffekt.pdf Zugriff am 21.10.2011 http://de.wikipedia.org/wiki/Albert_Einstein Zugriff am 21.10.2011 http://www.dhm.de/lemo/html/biografien/EinsteinAlbert/ Zugriff am 21.10.2011 http://de.wikipedia.org/wiki/Photoelektrischer_Effekt Zugriff am 22.10.2011
