Einstein im Klassenzimmer: So funktioniert der Photoeffekt

Описание: Autoren des Videos:
Linus und Elias, Schüler des Physik-Leistungskurs Abitur 2026

Projekt:
Erklärung des Photoeffekts anhand eines Schülerexperimentes mit fünf LED´s.

Einführung ins Thema:
Der sogenannte photoelektrische Effekt wurde bereits im 19. Jahrhundert entdeckt und 1905 von Albert Einstein mithilfe einzelner, unteilbarer Lichtportionen, den sogenannten Lichtquanten, beschrieben. Mit seiner damals völlig abwegigen Hypothese der Existenz einzelner Lichtquanten konnte Einstein den Zusammenhang zwischen der Frequenz f und der Energie E dieser Lichtquanten erklären (E = h ⋅ f). Seine Hypothese zur Quantennatur des Lichts blieb jedoch so heftig umstritten, dass Einstein erst 1921 für die Erklärung des Photoeffekts mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet wurde.

Photoeffekt ist kein Nachweis für die Quantennatur von Licht:
In den 1960er Jahren wurde eine Möglichkeit entdeckt, den Photoeffekt semiklassisch zu erklären. Dabei wechselwirkt eine klassische elektromagnetische Welle mit dem quantisierten Detektor. Der Photoeffekt allein ist somit noch kein eindeutiger Nachweis für die Quantennatur von Licht. Er hat jedoch entscheidend zur Begründung der Quantenphysik beigetragen. Heute ist es mithilfe einer Koinzidenzmessung von zwei einzelnen Photonen möglich, die Quantennatur von Licht eindeutig nachzuweisen. Siehe dazu:    • Quantenphysik: Koinzidenz - Präparation ei...  

Photoeffekt als Schülerexperiment.
Mit dem Schülerexperiment „Photoeffekt” der Firma NTL sollen das Plancksche Wirkungsquantum h und die Austrittsarbeit EA möglichst exakt bestimmt und mit den Literaturwerten verglichen werden. Die Lichtquelle für das Experiment ist keine Quecksilberdampflampe mit gefährlicher UV-Strahlung, sondern fünf Leuchtdioden mit einer fester Wellenlänge.

Mehr zum Physik-Unterricht in der Kursstufe:
Regelheft Kapitel 6.2 Photoeffekt - Seite 128
Download: https://www.patrickbronner.de/physik