Die ersten Photoeffekt-Messdaten

Elektronen, die von einer Natriummetalloberfläche ausgelöst wurden, konnten als elektrischen Strom gemessen werden. Die Gegenspannung, die benötigt wurde, um alle Elektronen abzubremsen, ergab die maximale kinetische Energie der Elektronen in Elektronenvolt.

Die kleinste Energie, die benötigt wird, um ein Elektron aus der Oberfläche auszulösen, wird Austrittsarbeit genannt. Der Grenzwert für dieses Element entspricht einer Wellenlänge von 683 nm. Mit der Planckbeziehung ergibt das die Photonenenergie von 1,82 eV.

Die ersten Photoeffekt-Messdaten

Die Planck-Hypothese

Photonenenergien für das EM-Spektrum

	x 10^ eV
	eV =MeV =GeV

Wellenlänge x 10^m = m = nm = Mikrometer

Frequenz x 10^Hz = kHz = MHz = GHz = 1/cm (Wellenzahl)

Photonen: Die Quanten des Lichts

Gemäß der Planckhypothese tritt alle elektromagnetische Strahlung quantisiert und in endlichen "Paketen" auf, die wir Photonen nennen. Die Quantenenergie eines Photons ist nicht die Planck-Konstante h selber, sondern das Produkt aus h mit der Frequenz. Die Quantisierung beinhaltet, dass ein Photon blauen Lichts bei gegebener Frequenz oder Wellenlänge, immer dieselbe Quantenenergie hat. Zum Beispiel hat ein Photon von blauem Licht mit der Wellenlänge 450 nm immer 2,76 eV Energie. Es erscheint in quantisierten Portionen von 2,76 eV und es gibt keine halben Photonen von blauem Licht - es taucht nur in genau gleichgroßen Energieportionen auf.

Die zur Verfügung stehende Frequenz ist jedoch kontinuierlich und hat keine obere oder untere Begrenzung, so dass die mögliche Energie der Photonen nach oben und unten unbegrenzt ist. Zum oberen Ende gibt es jedoch praktische Limits, da es nur begrenzte Möglichkeiten gibt, hochenergetische Photonen zu erzeugen. Photonen mit niedriger Energie gibt es im Überfluss, aber unterhalb der Radiofrequenzen sind die Photonenenergien so klein im Vergleich zur thermischen Energie der Raumtemperatur, dass man sie nie als quantisierte Einheiten sehen kann - sie verschwinden im Untergrundrauschen. Eine andere Art auszudrücken, dass die unteren Frequenzen begrenzt sind, ist zu sagen, dass die Dinge in klassische Behandlung übergehen und dass eine quantentheoretische Behandlung nicht notwendig ist.