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Welche LED schaltet die Lichtschranke?
AFBEine Lichtschranke arbeitet mit einer Fotozelle, deren Kathode aus Kalium besteht (\(W_A=2{,}25\,\mathrm{eV}\)). Für den Sender stehen fünf LEDs zur Auswahl (M1). Die Lichtschranke funktioniert nur, wenn das Licht der LED Fotoelektronen aus der Kathode auslöst.
M1LEDs und ihre Photonen
| LED | rot | gelb | grün | blau | UV |
|---|---|---|---|---|---|
| Wellenlänge \(\lambda\) in nm | 650 | 590 | 525 | 470 | 395 |
| Photonenenergie \(E\) in eV | 1,91 | 2,10 | 2,36 | ? | 3,14 |
- Lies aus M1 die Energie eines Photons der grünen LED ab.Tipp a)
Untere Tabellenzeile, Spalte „grün“.
- Bestimme die fehlende Photonenenergie der blauen LED in eV.Tipp b)
\(E=h\cdot f\) mit \(f=\tfrac c\lambda\); zum Schluss durch \(1{,}602\cdot10^{-19}\,\tfrac{\mathrm J}{\mathrm{eV}}\) teilen.
- Gib an, mit welchen LEDs die Lichtschranke funktioniert.Tipp c)
Vergleiche jede Photonenenergie mit der Ablöseenergie von Kalium.
- Die rote LED wird durch eine zehnmal hellere rote LED ersetzt. Nenne die Größe, die sich dadurch ändert, und gib an, ob die Lichtschranke nun funktioniert.Tipp d)
Was legt die Intensität fest – die Energie eines Photons oder etwas anderes?
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Kennlinien einer Fotozelle
AFB3
Ein Satellit lädt sich auf
AFB4
Gegenfeldmethode an einer Fotozelle
AFB5