Quantenphysik / Mikroobjekte - Josef Leisen - Studienseminar für ...

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2. Photon-Elektron-Wechselwirkung 2.1 Der Fotoeffekt Didaktischer Kommentar: Das Experiment zum Fotoeffekt hat hier nicht mehr die Einstiegsfunktion in die <strong>Quantenphysik</strong>, sondern eine Bestätigungsfunktion der EINSTEIN-Gleichung und eine Anwendungs- und Übungsfunktion. Unterrichtsskizze: 38 1. Zur Geschichte des Photoeffektes 1887 H. Hertz 1888 W. Hallwachs 1902 P. Lenard 1905 A. Einstein 2. Experimente zum Photoeffekt Eine kurze Einführung in die Geschichte des Fotoeffektes stellt historische Bezüge her. Hier bieten sich ein Lehrervortrag oder Schülerreferate an. Am bekannten Zink-Platten-Experiment werden experimentelle Variationen durchgeführt: Entladung der Zinkplatte konstanter Fotostrom bei Saugspannung Fotostrom und Lichtintensität Fotostrom bei zwischengebrachter Glasplatte Fotostrom bei negativer Gegenspannung
3. Deutung des Photoeffektes 'Körniges' 'Welliges' 4. h-Bestimmung mit dem Photoeffekt und Übungen eU 0 E = h f 2.2 Der COMPTON-Effekt Didaktischer Kommentar: Der COMPTON-Effekt wird in unmittelbarer zeitlicher Nähe zum Fotoeffekt behandelt, ist er doch lediglich ein anderer Kanal der Photon-Elektron-Wechselwirkung, der sich auftut, wenn die Energie hinreichend groß ist und die Elektronen als quasifrei betrachtet werden können. Unterrichtsskizze: f Die Experimente werden auf der Basis der bisherigen Kenntnisse über Photonen gedeutet. Die EINSTEIN-Gleichung E=h f ist das gesuchte Bindeglied zwischen dem 'Körnigen' (Energiebrocken) und dem 'Welligen' des Lichts (Frequenz). Mit der Gegenfeldmethode an der Vakuum-Fotozelle kann die EINSTEIN-Gleichung E = h f = 1/2 mv 2 + eU0 bestätigt werden und es kann eine h-Bestimmung erfolgen: h=e (U2 - U1 ):(f2 - f1 ). Zu dieser Thematik gibt es reichlich Übungsmaterial. 39
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Seite 12 und 13: 12 2. Der Weg über die Unschärfe
Seite 14 und 15: Zum Weg 3 über den Potentialtopf h
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Seite 18 und 19: Die fundamentalen Gleichungen, in d
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