Der photo-elektrische Effekt
Als Albert Einstein um 1905 vorschlug, dass Lichtteilchen in der Art der Planckschen Strahlungsteilchen nur in quantisierter Form Energie aufnehmen oder abgeben können sollen, steckte die Quantenphysik noch tief in den Kinderschuhen. Albert Einstein schlug also vor, dass es sich bei den Planckschen Energie-Quanten nicht um eine bloße Rechengröße (Hilfsgröße H/h) handele, sondern dass das Strahlungsfeld des Lichtes selbst aus Quanten bestehe, also Licht sowohl Wellencharakter als auch Teilchencharakter habe. Mit dieser Hypothese gelang es ihm 1905 (!), die experimentellen Befunde des äußeren photoelektrischen Effektes zu erklären. Für diese Arbeit erhielt Einstein 1921 den Nobelpreis. Später wurde für die Lichtquanten der Begriff Photonen eingeführt. Mit der von Planck selbst als Hilfsgröße 'h' bezeichneten Naturkonstante konnte Einstein den lichtelektrischen Effekt, der mit der Vorstellung des Lichts als Welle der Frequenz f bzw Wellenlänge λ = c/f oder f = c/λ nicht zu erklären war, überzeugend deuten. Dafür erhielt er im Jahre 1921 (!) den Nobelpreis, und nicht für 'seine' spezielle Relativitätstheorie.
(Quelle: Wikipedia)
Eauf,ab = h*f = h*(c/λ)
Die Begriffe c für die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Welle und der Wellenlänge λ waren seit dem 17. Jahrhundert etwa durch Hyugens allgemein bekannt.
Vermutlich steht dem Projekt des Schlichtvereins nicht die Leybold-Schul-Ausstattung zum lichtelektrischen Effekt - zB Fotozelle ca 800 € - zur Verfügung. Allerdings sollte die Demonstration des äußeren photo-elektrischen Effekt wie er auch genannt wird auch mit einfachen Mitteln nach Hallwachs gelingen:
Die bei diesem Experiment mögliche Bestimmung der Planckschen Wirkungskonstante h benötigt konkrete Messergebnisse und ein wenig Mathematik.
Material für ein home-Experiment:
Elektroskop, Zinkscheibe, Fell und Stab oder Acrylglas und Leder für elektrostatische Aufladung, Glimmlampe, Lichtquelle (Hg-Lampe und LaserPointer)
Vita
Quelle: Google-KI-Abfrage
- Geburt & Kindheit: Geboren am 14. März 1879 in Ulm, wuchs Einstein in München auf. Schon früh zeigte er ein tiefes Interesse an Naturerscheinungen, etwa durch die Faszination für einen Kompass.
- Schulzeit: Entgegen dem Mythos war er kein schlechter Schüler, passte sich jedoch schwer dem autoritären Schulsystem des Kaiserreiches an und brach das Gymnasium in München vorzeitig ab.
- Studium: Nach dem Erwerb der Matura in der Schweiz (Aarau) studierte er von 1896 bis 1900 Mathematik und Physik am Polytechnikum in Zürich (heute ETH).
Das „Wunderjahr“ 1905
- Die Spezielle Relativitätstheorie (inklusive der Formel
𝐸=𝑚𝑐2).
- Die Erklärung des photoelektrischen Effekts Dafür erhielt er 1921 den Nobelpreis und nicht für 'seine' spezielle Relativitätstheorie.
- Arbeiten zur Brownschen Molekularbewegung.
- Akademischer Aufstieg: Er wurde Direktor am Kaiser-Wilhelm-Institut für Physik in Berlin. 1916 vollendete er die Allgemeine Relativitätstheorie, die Gravitation als Krümmung der Raumzeit beschreibt.
- Superstar der Wissenschaft: 1919 bestätigte eine Sonnenfinsternis-Expedition seine Vorhersagen zur Lichtablenkung, was ihn weltweit berühmt machte.
- Nobelpreis: Am 10. Dezember 1922 wurde ihm der Nobelpreis für Physik (rückwirkend für 1921) verliehen.
- Flucht vor den Nazis: Aufgrund seiner jüdischen Herkunft und seiner pazifistischen Haltung wurde er von den Nationalsozialisten angefeindet. Er kehrte 1933 von einer USA-Reise nicht nach Deutschland zurück und wurde 1934 offiziell ausgebürgert.
- Princeton: Er fand eine neue Heimat am Institute for Advanced Study in Princeton, New Jersey. Dort widmete er sich der Suche nach einer "Einheitlichen Feldtheorie".
- Politisches Engagement: Obwohl Pazifist, warnte er 1939 Präsident Roosevelt vor der Gefahr einer deutschen Atombombe, was indirekt zum Manhattan-Projekt führte. Später setzte er sich vehement für Abrüstung und Weltfrieden ein.