Albert Einstein hat für die Erklärung dieses Experiments den Nobelpreis erhalten. Den gibt es nämlich nur für konkrete Sachen, Experimente, nicht für Theorien. Einstein erklärte die Ergebnisse eines Experimentes so: „Licht besteht aus Teilchen“.
Konkret wird beim Experiment mit dem Photoeffekt eine Zinkplatte elektrisch aufgeladen, indem Elektronen darauf gepackt werden. Sie wird sich über den Tag hinweg langsam wieder entladen, weil Elektronen durch die Luft entkommen können. Aber man kann diesen Effekt beschleunigen, indem man Licht darauf strahlt. Interessanterweise nicht rotes Licht, sondern bei blauem Licht. Man weiß, dass blaues Licht höherfrequent ist, dass es mehr Energie hat. Die bisherige Theorie – Licht ist eine Welle – würde vorhersagen lassen, dass man rotes Licht einfach nur länger hinstrahlen müsste, bis die Energie zusammenkommt, die Elektronen brauchen, um zu entkommen, aber genau das passierte nicht.
Ein Vergleich zeigt, was passiert: Sie stehen unter einem Regenschirm und es hagelt. Kleine Hagelkörner (rotes Licht, rote Lichtteilchen) haben zu wenig Energie, um Löcher in den Schirm zu stoßen, da kann es noch so lange hageln, summiert sich das nicht auf. Aber bei einer bestimmten Hagelkerngröße (blaues Licht, energiereiche Lichtteilchen) reißen Löcher. Hagelt es mehr, gibt es mehrLöcher. Intensiveres blaues Licht lässt die Platte schneller entladen.
Mit dem Photoelektrischen Effekt und seiner Erklärung – Licht besteht aus einem Strom von Photonen unterschiedlicher Energiemengen, je nach Farbe/Frequenz – und dem Doppelspaltexperiment – Licht ist eine Welle, die durch zwei Löcher gleichzeitig gehen kann – spannt sich ein Widerspruch auf, der nicht auflösbar ist. Deshalb sagt man: Licht ist beides. Wir sprechen vom Welle-Teilchen-Dualismus. Manche Experimente zeigen die eine Seite des Lichts, andere Experimente zeigen die andere Seite.
Link: https://de.wikipedia.org/wiki/Photoelektrischer_Effekt
Hinweis: Die Farben dünner Schichten sind durch das Wellenmodell von Licht erklärbar. Sie entstehen durch das Phänomen Interferenz.
Diese Texte sind Starthilfen zum Lernen. Sie geben Ihnen einen Einblick, worum es bei dem Thema geht. Die Idee. Achtung: Es ist möglicherweise nicht unbedingt genau das, was Ihr:e Prüfer:in darüber hören möchte. Es ist auch nicht der ganze Stoff. Machen Sie sich nach dem Lesen des Textes ein eigenes Bild mit Ihren Büchern und den anderen Quellen. Ein freies Online-Schulbuch aus Österreich: https://physikbuch.schule, aus Deutschland: https://www.leifiphysik.de/. Weitere empfehlenswerte Schulbuchreihen der Oberstufe aus Österreich: Big Bang, Sexl, Physik kompakt.
