Stromstärke bei Fotoeffekt

Bebbo Erbse · Anmeldungsdatum: 01.10.2006 Beiträge: 39

Hallo Forum,
irgendwie komme ich bei folgender Aufgabe nicht ganz klar:

Eine Natriumfotozelle bei der die Austrittsarbeit Wa = 3,06e-19 J beträgt, wird mit Licht der Wellelänge l = 4,5e-7 m bestrahlt. Die Fotoschicht erfährt die Strahlungsleistung P = 10e-2 W. Nehmen Sie an, dass die eingestrahlte Energie vollständig zur Erzeugung von Fotoelektronen dient. Welche Stromstärke I hat unter diesen Vorraussetzungen der durch den Fotoeffekt in der Zelle bewirkte elektrische Strom, wenn eine Spannungsquelle im Stromkeis alle Fotoelektronen absaugt?

Was ja prinzipiell erstmal möglich ist, wäre:
P = I * U
I = P / U

E = U*e = h*f-Wa

Nur irgendwie entspricht die gegebene Wellenlänge der Grenzwellenlänge (schlimmer noch-> wenn man Rundungsfehler ausschließt werden nichteinmal Elektronen herausgelöst). Wo liegt mein Denkfehler?
Achja, die Lösung sei I = 5,23mA.

cst · Anmeldungsdatum: 16.11.2006 Beiträge: 106

Mit der Energie eines Quants musst du dich vertan haben, ich komme auf etwas mehr als die Ablösearbeit, jedoch auf weniger als das Doppelte, ein Lichtquant kann also genau 1 Elektron herauslösen.

Wieviel Energie wird pro Sekunde auf das Metall appliziert? Dem wievielfachen der Ablösearbeit entspricht das? Soviele Elektronen werden also pro Sekunde herausgelöst. Multipliziert mit der Elementarladung ergibt das die pro Sekunde freigewordenen Ladung. Da alles abgesaugt wird, brauchst du nur noch durch eine Sekunde zu dividieren und erhältst den Strom. Ich hab übrigens 52,3 mA statt 5,23 mA.

lg
cst

ed: Rechtschreibung

Bebbo Erbse · Anmeldungsdatum: 01.10.2006 Beiträge: 39

Ich habe jetzt für E folgendes raus:
E = 4,4143e-19 - Wa = 1,35e-19

Und was mache ich nun?
Entspricht der Betrag der Ablösearbeit wirklich einem abgelösten Elektron?
Wie kann ich nun mit diesem Energiebetrag unter Einbeziehung von P weiterrechnen und wie komme ich dann auf dein Ergebnis?

Die Ladung ist ja bei einem Elektron so gering, dass da niemals so viele mA entstehen...

cst · Anmeldungsdatum: 16.11.2006 Beiträge: 106

4,414e-19 hab ich auch. Die "restlichen" 1,35e-19 J darfst du im folgenden vergessen; das ist die überschüssige Energie, die ein herausgelöstes Elektron noch als kinetische Energie hat.

Pro Sekunde wird die Energie

eingestrahlt (t=1s). Diese reicht aus, um

Elektronen herauszulösen:

Die gesamt herausgelöste Ladung ist dann

:

und der Strom

die pro sekunde fließenede Ladung:

Eiverstanden?

Bebbo Erbse · Anmeldungsdatum: 01.10.2006 Beiträge: 39

Achsoo, jetzt verstehe ich das alles!
Vielen dank für die tolle Erklärung, jetzt ist mir endlich alle klar was diese Aufgabe betrifft! smile