Aufgabe Vorschlag B3 - Aufgabe 3 - Photonen und Photoeffe… · Abitur Hessen Physik GK 2022

3

Um bei Feuerwerken Flammen zu färben, kommen Stoffe zum Einsatz, die Licht spezifischer Wellenlängen $\lambda_\text{F}$ emittieren, wenn man sie in eine (farblose) Flamme hält. Die Färbung entsteht dadurch, dass Elektronen in einen angeregten Zustand versetzt werden und unter Aussenden eines oder mehrerer Photonen wieder in den Grundzustand zurückkehren.

Unter anderem erzeugen Alkalimetalle eine spezifische Flammenfärbung, zum Beispiel Cäsium ($\lambda_\text{Cs} = 458\text{ nm}$), Lithium ($\lambda_\text{Li} = 671\text{ nm}$) und Kalium ($\lambda_{\text{K}1} = 768\text{ nm}$ und $\lambda_{\text{K}2} = 404\text{ nm}$).

3.1

Berechnen Sie jeweils die Energien der von Cäsium und Lithium ausgesendeten Photonen in Joule und in Elektronenvolt.

[2 BE]

3.3

Eine Cäsiumplatte (Austrittsarbeit $W_{\mathrm{A}} = 1{,}93\ \mathrm{eV}$) wird mit gebündeltem Licht einer von Kalium charakteristisch gefärbten Flamme bestrahlt. Zeigen Sie, dass dabei nur eine der Kalium-Wellenlängen den Fotoeffekt im Cäsium auslösen kann.

[3 BE]