{"id":2675,"date":"2017-06-09T15:32:03","date_gmt":"2017-06-09T13:32:03","guid":{"rendered":"http:\/\/horstth.de\/?p=2675"},"modified":"2021-04-18T13:16:07","modified_gmt":"2021-04-18T11:16:07","slug":"fotoeffekt-und-plancksche-konstante","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/horstth.de\/?p=2675","title":{"rendered":"Fotoeffekt und Plancksche Konstante"},"content":{"rendered":"<p>&nbsp;<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/horstth.de\/wp-content\/uploads\/2017\/06\/Fotoeffekt_Graph_24_04_1979.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignleft size-medium wp-image-2676\" alt=\"Fotoeffekt_Graph_24_04_1979\" style=\"border: 1px solid black;\" src=\"http:\/\/horstth.de\/wp-content\/uploads\/2017\/06\/Fotoeffekt_Graph_24_04_1979-300x209.jpg\" width=\"300\" height=\"209\" srcset=\"http:\/\/horstth.de\/wp-content\/uploads\/2017\/06\/Fotoeffekt_Graph_24_04_1979-300x209.jpg 300w, http:\/\/horstth.de\/wp-content\/uploads\/2017\/06\/Fotoeffekt_Graph_24_04_1979-1024x714.jpg 1024w\" sizes=\"auto, (max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a>Der Versuch zum Fotoeffekt, ein Highlight der Schulphysik, hat einen Nachteil: Er liefert einen zu kleinen Wert f\u00fcr die Plancksche Konstante. Jedenfalls ist das meine Erfahrung<sup>1<\/sup>. Versuchsprotokolle von Studenten, die das Experiment im physikalischen Praktikum an einer Hochschule ausf\u00fchren mussten, best\u00e4tigen das<sup>2<\/sup>. Ein Teil dieser Experimente benutzt die so genannte Gegenfeldmethode<sup>3<\/sup>. Bei ihr ist die Bestimmung der Fotostrom-Nullstelle kritisch. Eine theoretische Berechnung der Fotostromkurve und das daraus abgeleitete Verfahren, auf den Wert Null des\u00a0 Fotostroms zu extrapolieren, liefert aber offenbar keine Verbesserung<sup>4<\/sup>. Auch die vielfach angewandte Auflademethode<sup>5<\/sup> ergibt kaum \u201ebessere\u201c Werte der Planckschen Konstanten.<\/p>\n<p>Gr\u00fcnde f\u00fcr die Diskrepanz zwischen Theorie und Experiment werden in der Literatur diskutiert<sup>6<\/sup>, aber nur zum Teil experimentell untersucht. Genannt werden u. a. nicht exakt monochrome Beleuchtung, Streulicht, das nicht gen\u00fcgend unterdr\u00fcckt wird, Niederschlag von Kathodenmaterial auf der Anode, falsche Extrapolation auf den Wert Null des Fotostroms, ein zu kleiner Isolationswiderstand zwischen Kathode und Anode und die Tatsache, dass auch Elektronen oberhalb der Fermikante zum Fotostrom beitragen und so die Maximalenergie der Fotoelektronen bzw. die Aufladespannung ver\u00e4ndern.<\/p>\n<p>Ich schlie\u00dfe daraus: Das Experiment ist mit einem systematischen Fehler behaftet, dessen Ursache bisher unbekannt ist. Vielleicht nur <i>mir<\/i> unbekannt. Jedenfalls warte ich immer noch auf einen Versuch zum Fotoeffekt (\u00fcberzeugend protokolliert und mit realistischer Fehlerabsch\u00e4tzung), dessen Wert die Plancksche Konstante innerhalb der Fehlergrenzen reproduziert.<\/p>\n<p>Das Diagramm ist das Ergebnis einer meiner Messungen nach der Gegenfeldmethode. Es zeigt die Gegenspannung, bei der der Fotostrom Null wird, aufgetragen als Funktion der Frequenz der Strahlung. Die Steigung der Geraden ist gleich der Planckschen Konstanten dividiert durch die Elementarladung. Passt man eine Gerade an die Messpunkte an, erh\u00e4lt man <i>h<\/i>\/<i>e<\/i> =\u00a0 (3,81 \u00b1 0,22)\u00b710<sup>-15<\/sup> eVs\u00a0 oder\u00a0\u00a0 <i>h<\/i> = (6,10 \u00b1 0,35)\u00b710<sup>-34<\/sup> Js. Der Literaturwert ist \u00a0<i>h<\/i> = 6,63\u00b710<sup>-34<\/sup> Js.<\/p>\n<p><sup>1<\/sup>\u00a0 \u00a0Eine grobe Beschreibung der Physik des Versuchs und eigene Resultate<a href=\"http:\/\/theissenonline.de\/Physik\/Fotoeffekt.pdf\"> hier<\/a>.<br \/>\n<sup>2<\/sup>\u00a0 \u00a0<i>KIT<\/i>, Musterprotokolle, in www-ekp.physik.uni-karlsruhe.de\/~simonis\/praktikum\/&#8230;\/musterprotokolle.<br \/>\n<sup>3<\/sup>\u00a0\u00a0 Gegenfeldmethode siehe <sup>1<\/sup>.<br \/>\n<sup>4<\/sup> \u00a0\u00a0H\u00fcbel, H. H., in http:\/\/www.forphys.de\/Website\/qm\/schulversuche\/fotschul.html<br \/>\n<sup>5<\/sup>\u00a0\u00a0 Auflademethode siehe <sup>1<\/sup>.<br \/>\n<sup>6\u00a0\u00a0 \u00a0<\/sup>z. B. H\u00fcbel, H. H., a. a. O.<br \/>\n<b>\u00a0<\/b><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p class=\"excerpt\">&nbsp; Der Versuch zum Fotoeffekt, ein Highlight der Schulphysik, hat einen Nachteil: Er liefert einen zu kleinen Wert f\u00fcr die Plancksche Konstante. Jedenfalls ist das meine Erfahrung1. Versuchsprotokolle von Studenten, die das Experiment im physikalischen Praktikum an einer Hochschule ausf\u00fchren mussten, best\u00e4tigen das2. Ein Teil dieser Experimente benutzt die so genannte Gegenfeldmethode3. 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