SS13 Matthias Linster und Dominic Scheider

Bestrahlt man die Kathode mit Licht, so lässt sich bei entsprechend hoher Energie der
Strahlung der Photoeekt beobachtet werden. An die Anode und Kathode kann dabei
eine Spannung gelegt werden. Legt man etwa eine Gegenspannung an, so verrichten die
Elektronen Arbeit und verlieren einen Teil der kinetischen Energie, der Photostrom sinkt
folglich, da die Elektronen nun langsamer sind und weniger Elektronen pro Zeiteinheit
auf die Anode treen. Insbesondere existiert eine Grenzspannung U Grenz , nämlich wenn
die von den Elektronen im elektrischen Feld verrichtete Arbeit gleich der kinetischen
Energie ist (eU Grenz = E kin = hν −W A ), unterhalb derer kein Photostrom mehr gemessen
werden kann. Ist die Spannung U jedoch umgekehrt, so nehmen die Elektronen beim
Durchlaufen des elektrischen Feldes die zusätzliche Energie eU auf, der Photostrom
steigt folglich bis zu einem von der Lichtintensität abhängigen konstanten Wert, bei
dem alle freigesetzten Elektronen auf die Anode treen.
Abbildung 3: Abhängigkeit der Photostromstärke von der an der Photozelle angelegten
Spannung sowie Lichtintensität des eingestrahlten Lichts (links);
Auftragung der kinetischen Energie der Elektronen gegenüber der Frequenz
des einfallenden Lichts, E B bezeichnet hier die Austrittsarbeit W A
(rechts) [5]
2.3 Ideale Spannungs-/Stromquelle
Eine Spannungsquelle heiÿt ideal, wenn sie stets dieselbe Ausgangsspannung unabhängig
von der angehängten Last erbringt. Dies kann nur erreicht werden, wenn der Innenwiderstand
der Quelle R i = 0Ω ist. Dies kann jedoch in der Realität nicht erreicht werden.
Es ergibt sich daher folgendes Ersatzschaltbild:
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