Photoeffekt und der Welle-Teilchen-Dualismus
Das Photonenmodell erklärt den rätselhaften Photoeffekt: Licht besteht aus unteilbaren Energiepaketen, den Photonen. Jedes Photon trägt die Energie E = h·f, wobei h die Planck-Konstante (6,63·10⁻³⁴ Js) ist.
Die lichtelektrische Gleichung Eₖᵢₙ = h·f - Wₐ beschreibt perfekt, was passiert: Ein Photon gibt seine komplette Energie an ein Elektron ab. Ist diese Energie größer als die Austrittsarbeit Wₐ, fliegt das Elektron raus.
In einer Vakuum-Photozelle kann man diesen Effekt messen. Der entstehende Photostrom und die Photospannung beweisen, dass nur die Lichtfrequenz entscheidend ist - nicht die Helligkeit!
Prüfungstipp: Merke dir: Unterhalb der Grenzfrequenz fₓ passiert gar nichts, egal wie hell das Licht ist!
Der Welle-Teilchen-Dualismus ist die verblüffende Erkenntnis: Licht ist weder nur Welle noch nur Teilchen, sondern ein Quantenobjekt. Je nach Experiment zeigt es mal Wellen- (Beugung, Interferenz), mal Teilcheneigenschaften (Photoeffekt). Diese scheinbar widersprüchliche Natur ist fundamental für die moderne Physik.