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Quantenmechanik 2: Der Photoeffekt
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- Опубліковано 23 лис 2022
- Albert Einstein ist der Inbegriff des physikalischen Genies. Meistens wird er mit der Relativitätstheorie in Verbindung gebracht. Den Nobelpreis bekam er aber für etwas anderes, nämlich für die Erklärung des Photoeffekts. Warum diese Erklärung nobelpreis-würdig, gleichzeitig aber auch extrem irritierend war und was sie mit einem Sonnenbrand zu tun hat, das erkläre ich in diesem Video.
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Vielen Dank! Ich habe die Hoffnung, dass ich da noch ein bisschen etwas tut! 😅🖖🏻
Ich bewundere ihre bildhafte Beispiele. 😊
Danke! Ich mach das aus ganz egoistischen Gründen, weil ich mir das dann nämlich auch selbst besser vorstellen kann 😅!
Das ist das zweite Video einer Videoserie über die Quantenmechanik. Die Videos können einzeln angesehen werden, aber sie sind aufbauend konzipiert und haben einen roten Faden. Deshalb ist es günstig, sich die Videos der Reihe nach anzusehen. Im dritten Video geht es um die Materiewellen: Alles ist Welle und Teilchen zugleich!
ua-cam.com/video/M8MuyfjtUFU/v-deo.html
Wie immer toll erklärt! Dass man Einstein für die Relativitätstheorie keinen Nobelpreis gegeben hat ist ja verrückt.😅
Vielen Dank! Dass Einstein seinen Nobelpreis nicht für die Relativitätstheorie bekommen hat liegt daran, dass diese im Jahr 1921 noch viel zu spekulativ war. Die Teilchennatur des Lichts war zu dieser Zeit durch viele andere Experimente aber schon sehr gut belegt.
sehr gute Erklärung, bitte mehr videos!!
🙏🏻 Hier ist die Playlist mit 61 Videos ua-cam.com/play/PLaEDf2eoJyB3MVtYJULnPXjhuyuczoBhJ.html&si=kIcQKHbs7utM_lQA 😅
Spannender erklärt als jede Serie! Freue mich schon, die nächste Folge zu sehen:) Wirst du vielleicht auch Videos zu verschiedenen Interpretationen der Quantenmechanik machen? Orthodoxe Interpretation, „Kopenhagener“ Deutung, De-Broglie-Bohm, Versteckte-Variablen, Viele-Welten, Dynamischer Kollaps, Informationstheorie etc?:)
Danke für das große Lob! Zu verschiedenen Interpretationen habe ich momentan nichts geplant. Ich dachte mir, 13 ist eine gute Zahl, um momentan mit der QM aufzuhören und mich anderen Themen zuzuwenden. Aber ich schließe nicht aus, dass ich die Serie mal weiterführe… 😎
Auja, ich wäre auch sehr dafür das alles noch in Videos zu sehen. Ich speicher mir die sogar lokal ab, so toll sind diese....
Wunderbar erklärt, sodass ich als Physik-Dummy mir einbilde, es ein wenig zu verstehen. Die gekochten Erbsen waren der Trigger!! :-))
😂Danke vielmals!
Sehr schöne Erklärung und Formulierungen, Kaninchenbau der Quantenphysik...😅👍
😅🙏🏻
Tolles Video. Mega interessant
@@BS-se4yg 🙏🏻🖖🏻
Sehr hilfreiches Video😀
🙏🏻🖖🏻
Sehr hilfreiches Video!
Danke!
Super erklärt danke
Danke!
..wenn nur jeder Schüler oder Student so einen Physiklehrer wie Martin gehabt hätte, würden wir in D nicht so schlecht bei PISA abschneiden.
Danke! 🙏🏻 Obwohl man natürlich dazusagen muss, dass Pisa ganz eigene Gesetze hat.
Gut gemacht! Schülertauglich :-)
😅😂🙏🏻
Sehr spannend 😃
Das freut mich! 🙏🏻
Tolles Video und super Zusammenfassung! :) Aber sollten die Exponenten bei den Zehnerpotenzen der Frequenzen der Photonen in der Grafik bei 7:12 nicht positiv sein? Die Frequenzen der Photonen bei UV-Licht sollten ja im Petahertz-Bereich sein, nicht bei Femtohertz...? Oder steh ich irgendwie am Schlauch? :)
Danke für das Lob! Und ja: Autsch! Da sollte ein Plus stehen und kein Minus! 😬
Aber könnte ich vor einer (gedachten!) Hauswand nicht ebenso mit einem Wasserwerfer (Welle!) den Putz ablösen, wie ich es mit einem Sandstrahler (Teilchen) tun könnte? Wo bitte ist mein Denkfehler? Viele Grüße…
Erstens ist ja ein Wasserwerfer keine Welle. Eine Welle ist die Ausbreitung eine von Energie ohne Materialtransport. Eine Welle ist keine Strömung! Gibt’s ein gutes Video dazu auf diesem Kanal 😂. Zweitens geht’s hier um die Quantenmechanik, also um das Verhalten von sehr sehr kleinen Teilchen. Ich größer die Objekte werden, desto kürzer wird ihre Wellenlänge, so dass große Objekte praktisch nur mehr Teilcheneigenschaften haben. Das kommt dann im Video über die Materie-Wellen und die deBroglie-Wellenlänge.
vielen dank für die sehr verständliche darstellung! wie groß war denn der youngs spalt, 1801? die konnten doch nicht im mü bereich arbeiten? und spielt die dicke des materials nicht auch eine wichtige rolle?
Zur genauen Spaltbreite ist nichts dokumentiert bzw. kenn ich das nach. Young hat aber getrickst, weil es war eigentliche gar kein richtiger Doppelspalt, sondern er teilte das Licht eine kleinen Loches durch eine "Kartenpappe" ab. Ich schätze daher, dass der Abstand zuwischen den beiden Bündeln etwa 0,3 mm betragen hat - so dick ist etwa eine Spielkarte: www.leifiphysik.de/optik/wellenmodell-des-lichts/geschichte/erste-versuche-von-young
Wo verläuft genau die Interferenzgrenze?
Wie breit darf,der Doppelspalt, als der Spalt , maximal sein, damit ein Resultat sichtbar wird ?
So wie ich es verstanden habe würde beim Licht als Welle schon die Intensität reichen um Elektronen herauszuschlagen. Bei Photonen als Teilchen funktioniert es aber nur mit hoher Frequenz wie es beim Experiment bestätigt wurde.Stimmt das so??
Wäre Licht nur eine Welle und würde der Fotoeffekt durch die Welleneigenschaften ausgelöst, dann müsste man eigentlich nur warten, bis die Welle genug Energie auf die Elektronen übertragen hat. Eine Welle ist ja die Ausbreitung von Energie, und sie trägt diese Energie kontinuierlich mit. Mit Intensität kann man’s natürlich auch lösen.
@@MartinApolin Perfekt, dann habe ich es richtig verstanden. Ihre Videos sind richtig klasse. Ich arbeite mich gerade durch alle durch.
toll
🙏🏻☺️
Ist es nicht möglich, Wellen zu beschreiben, die parallel zu den Photonen verlaufen?
Die Photonen selbst folgen ihrer Bewegungsbahn, während sie gleichzeitig Wellen erzeugen, die parallel zu ihrer Bewegungsbahn verlaufen. Die Photonen könnten in einem primordialen Medium eine Störung erzeugen, die als 'Welle' bezeichnet werden kann - ähnlich wie eine Kugel, die sich im Wasser bewegt und dabei Wellen erzeugt. Wie lässt sich dieses Lichtmodell physikalisch diskutieren?
Wenn das der Fall wäre, dann müsste man nachher die Photonen wegnehmen können, und die Lichtquelle würde noch weiterlaufen - so wie man auch den Ball wieder wegnehmen könnte, und die Wasserwelle würde weiterlaufen. Es müsste dann also gewissermaßen „nackte“ Lichtwellen geben, die keinerlei Teilcheneigenschaften mehr haben, und das wird nicht beobachtet!
👍
Fehlen nur noch 11 Videos! Das geht sich bis um 0:30 aus! 😉
Warum genau kann man es jetzt nicht mit der Wellentheroie erklären?
Eine Welle ist kontinuierlich. Deshalb könnte das Elektronen so lange Energie von der Welle abzapfen, bis es genug Energie besitzt, um die Zinkplatte zu verlassen. Dann müsste die Entladung aber mit jeder Art von Licht erfolgen können - tut es aber eben nicht. Man kann mit einer 10 W-UV-Lampe die Zinkplatte entladen, aber mit einer Flutlichtanlage von 1 Million W nicht. Das kann man nicht mit der Wellentheorie erklären!
@@MartinApolin vielen Dank 😊
@assassine.brotherhood9536 🙏🏻
Wenn das Auftreffen von UV Strahlung Elektronen aus er Zinkplatte "gelöst" werden ist das ja so ähnlich wie bei einer PV Anlage. Ich frage mich nun, ob die Zinkplatte sich dann sukzessive auflöst weil ja die Elektronen der Atome immer weniger werden.
Nein, die Platte löst sich nicht auf. Die Elektronen sind ja ein Überschuss, der vorher dort gewissermaßen appliziert wurde. Durch die Strahlung entlädt sich die Platte einfach, und ist dann wieder genauso umgeladen wie vorher.
@@MartinApolin Vielen Dank für die Antwort, ich verstehe es dennoch nicht. Wodurch wurde ein Elektronenüberschuss in der Platte bzw. in den Zinkatomen erzeugt?
@@Donnerkai Reibungselektrizität! Ich reibe zB einen Hartgummistab mit einem Katzenfell. Der Stab lädt sich negativ auf, das Fell positiv. Ich streife die Elektronen dann an der Zinkplatte ab.
..hier muss man sich die Grössenverhältnisse des Zinkatoms bewusst werden und die schiere Anzahl der Elektronen betrachten. Man könnte wahrscheinlich 1000 Jahre lang die Zinkplatte mit UV Licht bestrahlen und sie wäre immer noch da. Eine Vorstellung von der Anzahl der H2O Moleküle in einer Schneeflocke ist genauso unvorstellbar: 20 Trillionen
Welle und Teilchen sind ja kein Widerspruch.
Warum scheint es dann aber Widerspruch zu sein.
Das liegt daran:
Wir haben zwar Brechnugsmethoden und sonstiges Wissen über Wellen und Teilchen.
Die Begriffe sind aber nie Wissenschaftlich abgegrenzt worden. Also zuwenig definiert. Jeder kann aus seiner Persönlichen Erfahrung Interpretieren was es faktisch sein solle.
Diese individuellen Anschauungen führen zu Konflikten. Nicht aber die Sachliche Betrachtung.
Eine Wasserwelle besteht aus Wasser (Substanz) und einem mathematisch erfassbarem Rythmus (abstrakter Natur) der Welle.
Die Wassertröpfchen sind dabei auch nicht die Welle oder bilden diese.
Die damit falsche Annahme Welle wäre mit Substanz gleichzusetzen, führt zu dem sträuben es glauben zu können. Damit entsteht ein innerer Widerstand beim assoziativen Verstehen.
Wie immer ein ganz tolles Video 👍
LG
Sven
🙏🏻
BOCKSTARK HOCH 10 ! Kann man Dir was spenden für deine tollen Videos, nicht viel, aber Kleinvieh macht ja auch Mist..
Danke für das nette Kompliment! Das beste, was du für den Kanal machen kannst, ist ihn weiterzuempfehlen und die Videos und deinen Enthusiasmus zu teilen. 🖖
Leider erklärt das Video nicht, warum nicht mehrere schwache Photonen stark genug sind, um ein Elektron herausschlagen zu können. Die Analogien helfen mir da nicht. Mit genug Erbsen und genug Zeit bricht auch eine Glasscheibe unter dem Bombardement - etwas nicht?
Wenn die Photonen hintereinander kommen, hat das keinen Effekt. Das ist eben der springende Punkt. Es gibt aber tatsächlich den Effekt der Zwei-Photonen-Absorption. Allerdings ist das milliardenfach unwahrscheinlicher und spielt deshalb bei der Betrachtung keine Rolle.
@@MartinApolin Ja, das hab ich schon verstanden, es ist gut erklärt. Aber warum hat es keinen Effekt? Wo geht die Energie des Aufpralls hin? Bleibt das Elektron komplett unbeeinflusst? Und was bedeutet hier "Frequenz" - die Anzahl der Photonen, die pro Zeiteinheit ein Elektron treffen? Was hat das mit der Quantelung der Energie zu tun?
Vieleicht ist es so: Eine Lichtwelle ist ein Photonenstrom, der auf ein Elektron trifft. Wenn das Elektron nach dem ersten Stoß schon wieder vorbeigeflogen ist, fliegen die folgenden Photonen vorbei. Deswegen müssen die Photonen schnell genug hintereinander kommen, um ein Elektron mehrmals treffen zu können...
@@Lauschangreifer Ich weiß nicht, wie sehr sie sich schon mit Quantenmechanik beschäftigt haben. Die quantenmechanischen Effekte sind ein wenig kontra-intuitiv. Wenn das Photon aufprallt, aber kein Elektron herausschlagen kann, dann absorbiert das Metall die Energie und erwärmt sich. Das ist eigentlich genauso, wie wenn man in der Sonne liegt. Deswegen auch mein Vergleich mit dem Sonnenbrand. Die Photonen aus dem Sonnenlicht werden von der Haut absorbiert und ihre Energie wird dann zu 100 % in thermische Energie umgewandelt. Mit Frequenz f ist die Schwingunggeschwindigkeit der Elektromagnetischen Welle gemeint und sie steckt in der Formel E = hf drinnen. In dieser Formel steckt auch gleichzeitig der Dualismus des Lichttrainern, weil die Frequenz ist ja gewissermaßen ein Wellending und die Energie eine Sache des Teilchens. Und aus dieser Frequenz ergibt sich dann die Energie des Photons. Photonen mit höherer Frequenz haben also mehr Energie und schlagen daher härter auf.
@@MartinApolin Vielen Dank für Ihre Antworten. Ich beschäftige mich gerade das erste Mal mit tieferem Interesse damit, so bin auch ich auf Ihre Videos gestoßen (die immer interessant sind). Was Sie hier sagen, wird leider oft nur einfach so konstatiert. Ganz hart wird es, wenn jemand sagt, es sei so, weil es die Formel sagt ;-)
Ist also eine Lichtwelle mit der Frequenz f ein Teilchenstrom von f Teilchen pro Sekunde? Ist mit "Intensität" die Amplitude der Lichtwelle gemeint - also auch irgendwie Energie? Warum trägt die Intensität nicht zur Energie des Photons bei?
@@Lauschangreifer Nein, der Begriff Frequenz bezieht sich in diesem Fall NICHT auf die Anzahl der Teilchen pro Sekunde. In der Physik bezeichnet man als Frequenz immer die Schwingungen pro Sekunde, in diesem Fall die Schwingungen der elektromagnetischen Welle, die man dem Photon zuordnen kann. Wellenlänge und Frequenz hängen zusammen. Je größer die Frequenz, desto kürzer die Wellenlänge. Man könnte daher auch sagen: Nur Photonen mit einer bestimmten Wellenlänge können die Elektronen herausschlagen.
Danke!
🖖🏻
wat labberst du da für nen ding? wo doppelspalt. hab bei dem video nur eine einzige sache mitgenomme. max planck
Lieber Sex-Gott! Wer die Überschrift lesen kann, ist klar im Vorteil! Das hier ist das Video zum Photoeffekt. Zum Doppelspalt geht’s hier: ua-cam.com/video/ZdO4ERBrgnw/v-deo.htmlfeature=shared