P 53: Einspruch!

 8.5 Widersprüche zur Wellenvorstellung

Schauen wir uns noch einmal den Versuch von Hallwachs  an:

Wilhelm Hallwachs war Assistent bei Heinrich Hertz. Beide haben 1886 die Entladung von Metallen durch Licht untersucht.

Hier unsere Versuchsapparatur:

 Eine Metallplatte steht auf einem Elektroskop (erklärt in Q1), dessen Ausschlag die Aufladung (aber nicht das Vorzeichen) anzeigt. Die ganze Anordnung kann durch eine starke UV-Lampe bestrahlt werden.

Erstes Experiment:

Die Metallplatte wird positiv aufgeladen.

Je nach Luftfeuchtigkeit kann sich die Ladung sehr lange halten. Daran ändert auch die Bestrahlung mit UV-Licht nichts.

Zweites Experiment:

Die Metallplatte wird negativ aufgeladen.

Sobald die Lampe auf die Metallplatte ausgerichtet wird, beginnt die Entladung. Die Elektronen erhalten durch das Licht genügend Energie um die Austrittsarbeit Wa zu verrichten und die Platte zu verlassen.

In der Luft verbinden sie sich mit herumschwirrenden Ionen.

Drittes Experiment:

Eine Glasplatte schirmt die UV-Strahlung ab. Ohne großen Intensitätsverlust kommt langwelligeres Licht auf das Metall. Aber nichts passiert. Es findet keine Entladung statt.

Nicht die Intensität ist entscheidend, wie bei Wellen eigentlich üblich, sondern die Wellenlänge bzw. Frequenz:

Für jedes Metall existiert eine Grenzwellenlänge, oberhalb der der Photoeffekt nicht eintritt, egal wie intensiv man bestrahlt.

Formulierung für Frequenzen:

...existiert eine Grenzfrequenz unterhalb der der Photoeffekt nicht eintritt, egal....

Zusatzbeobachtung:

Sobald die Lampe auf die Zinkplatte gerichtet wird, beginnt die Entladung...nicht Stunden später.

Aufgabe:

Besprecht einmal untereinander oder  notiert euch (falls ihr in Quarantäne seid) mal, warum man diese Experimente und Beobachtungen nicht mit der Vorstellung von Licht als eine Welle, die Energie gleichmäßig anliefert, erklären kann.

Aber auch die Idee, dass Licht Ladungen transportiert greift nicht! Warum?

Wie sieht es mit Einsteins Idee von den Photonen aus? kann man damit alles erklären?

Bleiben wir mal bei einer Vorstellung als Welle:

Die Lichtwelle ist ja nahezu sofort (c = 300 000 km/sec) auf der wenige Zentimeter entfernten Metallplatte...genau dann scheint die Entladung zu beginnen!

Wo muss also die gesamte Energie der Welle liegen?

Im  nächsten Post geht es weiter...