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

Vier Fragen:
1. Wo kommt das Elektron beim Fotoeffekt her?
2. Wie steht es mit dem Impulssatz beim Fotoeffekt?
3. Was "sieht" das Elektron bzw. das Atom, wenn ein langwelliges Photon auf es zufliegt?
4. Was "sieht" das Elektron bzw. das Atom, wenn ein kurzwelliges Photon auf es zufliegt?
Zu Frage 1: Wo kommt das Elektron beim Fotoeffekt her?
Das Elektzron kann kein Leistungselektron sein, denn es gibt auch Fotoeffekt bei einzelnen
Atomen (z. B. in Kaliumdampf). Das Elektron kann aber auch kein freies Elektron sein,
denn der Impulssatz lässt das nicht zu, wie unten gezeigt wird. Es müssen als gebundene
Elektronen sein, wobei sich die Frage stellt, ob es innere oder äußere sind. Eine Antwort gibt
die nächste Frage.
Zu Frage 2: Wie steht es mit dem Impulssatz beim Fotoeffekt?
Impulssdiagramm vorher: Impulssdiagramm nachher:
p Photon
Vom Fotoeffekt zum COMPTON-Effekt
e
Den Impuls können Photon und Elektron nicht alleine unter sich regeln; denn es gibt Experimente
die zeigen, dass die Fotoelektronen vorzugsweise senkrecht zum Photonenstrom austreten.
Also muss es ein Objekt geben, nämlich das Atom bzw. der Kristall, das den Impuls
aufnehmen und ihn zusammen mit dem Elektron teilen kann; denn das Photon ist nach dem
Stoß vernichtet.
Das geht aber nur, wenn das Elektron möglichst "fest" am Atom gebunden ist, denn sonst
könnte das Atom keinen "Stoß" bekommen und keinen Impuls aufnehmen. Das Elektron
muss dann vorzugsweise ein inneres der K-Schale sein.
p e
p Atom
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