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Universität zu Köln
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Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Fachgruppe Physik

I. Physikalisches Institut

Versuch 1.4 – Photoeffekt: Bestimmung von h/e

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Versuch 1.4: Photozelle mit aufgedrucktem Ersatzschaltbild

In diesem Versuch soll der äußere photoelektrische Effekt genutzt werden, um das Planck'sche Wirkungsquantum zu bestimmen. Genauer gesagt wird hier der Quotient aus dem Planck'schen Wirkungsquantum h und der elektrischen Ladung des Elektrons e bestimmt. Hierbei wird eine Photozelle verwendet. Gemessen wird die Spannung an der Photozelle. Photozellen sind Vakuumröhren, die eine Anode und eine Kathode mit niedriger Elektronen-Austrittsarbeit enthalten. Der Photoeffekt besteht darin, dass Photonen mit einer Mindestenergie Elektronen aus dem Kathodenmaterial herauslösen. Die kinetische Energie der emittierten Elektronen ist dabei nicht von der Intensität des Lichts abhängig, sondern von seiner Frequenz. Diese Beobachtung sorgte nach der Entdeckung des Photoeffekts im 19. Jahrhundert für Verwunderung, da doch die Energie einer Welle von ihrer Amplitude und damit von ihrer Intensität abhängig ist. Erst 1905 erklärte Albert Einstein den Photoeffekt durch seine Lichtquantenhypothese, nach der die Energie von Licht einer Frequenz f aus Portionen von hf besteht. Daher kann das Licht seine Energie nur in Portionen von hf abgeben. Die Intensität des Lichts hat dabei nur einen Einfluss auf die Anzahl der pro Zeit emittierten Elektronen, was in diesem Versuch auch gezeigt werden soll.