Strom aus Licht - Institut für naturwissenschaftliche Grundlagen

Kapitel 2: Was ist Licht? 12
2.4 Der Photoeffekt – Das Licht als Teilchen
Einleitung
Gegen Ende des 19. Jahrhunderts war die Frage nach der Natur des Lichts scheinbar geklärt:
Licht ist eine elektromagnetische Welle. Damit konnten alle damals bekannten Lichtphänomene
beschrieben werden.
Die bis dahin gemachten Experimente untersuchten vorwiegend die Lichtausbreitung. Wie
aber wirkt Licht auf Materie? Dies war noch wenig untersucht. Es bestanden allerdings kaum
Zweifel darüber, dass die Wellentheorie auch die Wechselwirkung zwischen Licht und Materie
korrekt beschreiben würde.
Interessanterweise war es dann HEINRICH HERTZ, der bei seinen Untersuchungen der elektromagnetischen
Wellen zufällig einen interessanten Effekt beobachtete. Dieser Effekt sollte zu
einem völlig neuen Verständnis des Lichtes führen.
Der äussere Photoeffekt
Den von HERTZ im Jahre 1887 beobachteten Effekt wollen wir zu Beginn dieses Abschnitts
mit einem einfachen Experiment nachweisen. Es geht darum herauszufinden, was geschieht,
wenn Licht auf eine (elektrisch geladene) Metallplatte trifft. Setzen Sie sich für diesen Versuch
wenn möglich mit einer Kollegin oder einem Kollegen zusammen, die/der gleich weit vorangekommen
ist.
Experiment 2.1
Der äussere Photoeffekt
Gehen Sie zum Experiment 2.1 und führen Sie es durch! Sie finden das
nötige Material und eine Anleitung.
Notieren Sie sich Ihre Beobachtungen auf einem Blatt.
Die Beobachtungen, die Sie gemacht haben, erlauben folgende Interpretation. (Wie immer in den
Naturwissenschaften ist der Versuch kein strenger Beweis. Doch wäre es schwierig, diesen und
ähnliche Versuche widerspruchsfrei ganz anders zu erklären.)
• Das Entladen des Elektroskops zeigt an, dass die Zinkplatte ihren Elektronenüberschuss
verliert. Durch die Bestrahlung mit Licht werden also Elektronen aus der Platte herausgelöst.
• Der Effekt tritt bei Zink nur mit UV auf. Die Glasplatte zwischen der Zinkplatte und der
Lampe verhindert ihn. Dies zeigt, dass der Effekt von der Wellenlänge des Lichts abhängt.
Fensterglas lässt nämlich ultraviolettes Licht nicht durch.
Licht
Elektronen
Metallplatte
Fig. 2.2: Der äussere Photoeffekt.
ETH-Leitprogramm Physik
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