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Tag zusammen,
würde mich freuen, wenn ihr mir Korrekturtipps bzw. Hinweise zu meinen Rechnungen geben könntet.
Aufgaben:
1) Ein Satellit besitzt Solarzellen der Fläche von 2,60 m2, die ständig senkrecht zur Sonneneinstrahlung
ausgerichtet sind. Die Intensität des Sonnenlichtes sei 1,39 kW/m2.
a) Mit welcher Rate trifft Sonnenenergie auf die Solarzellen?
b) Mit welcher Rate werden Photonen von den Zellen absorbiert? Nehmen Sie eine Wellenlänge
von 550 nm an und Reflexionsverluste der einfallenden Strahlung von 10%.
Zu 1a) Ich wusste nicht genau, was ich für [mm] \lambda [/mm] einsetzen sollte? Also mein Rechenweg: R=Rate, p=Leistung
[mm] R=\bruch{\lambda*p}{hc}= \bruch{?\lambda*3600W}{6,63*10^-34Js*300000000m/s}= [/mm] ?
Ist die Rechnung denn korrekt?
Zu 1b) Hier würde ich dieselbe Formel verwenden, nur für [mm] \lambda=550nm [/mm] einsetzen und die anderen Wert so beibehalten und anschließend vom dem Ergebnis 10% abziehen. Wär dass denn richtig so?
[mm] R=\bruch{550*10^-9m*3600W}{6,63*10^34Js*300000000m/s}= [/mm] 9,95*10^21
2) Licht der Wellenlänge 491 nm löst aus einem Metall Elektronen heraus, die durch eine
Gegenspannung U ³ 0,71V gestoppt werden. Wird Licht mit einer anderen Wellenlänge
benutzt, so muss man eine Gegenspannung von mindestens 1,43 V anlegen.
a) Wie groß ist die neue Wellenlänge?
b) Wie groß ist die Austrittsarbeit für das Metall?
Zu 2a Hier würde ich die neue Wellenlänge durch Dreisatz bestimmen? Darf man dass denn so machen? Gilt ja eigentlich nur bei Proportionalität.
Dann wäre das Ergebnis [mm] \lambda=989nm
[/mm]
Zu 2b Die Formel für die Austrittsarbeit WA lautet ja:
WA=hf-Ekin und [mm] Ekin=\bruch{me*v²}{2} [/mm] Kann ich für v die Lichtgeschwindigkeit verwenden? f widerum kann man ja durch [mm] f=\bruch{c}{\lambda}
[/mm]
Für Ekin erhalte ich: Ekin=4,1*10^-14N
Also meine Rechnung: WA= 6,63*10^-34Js*6,1*10^14Hz-(4,1*10^-14N)
Bitte um Verbesserungen und Ratschläge.
Danke im Voraus 
MFG
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 21:52 Mo 08.06.2009 | | Autor: | chrisno |
> Zu 1a) Ich wusste nicht genau, was ich für [mm]\lambda[/mm]
> einsetzen sollte? Also mein Rechenweg: R=Rate, p=Leistung
>
> [mm]R=\bruch{\lambda*p}{hc}= \bruch{?\lambda*3600W}{6,63*10^-34Js*300000000m/s}=[/mm]
> ?
>
> Ist die Rechnung denn korrekt?
Nein. Der fehlende Wert für [mm] \lambda [/mm] ist der Hinweis auf den falschen Ansatz. Die Frage lautet: Wie viel Energie trifft pro Sekunde auf die Solarzellen? (ganz einfach zu beantworten)
>
> Zu 1b) Hier würde ich dieselbe Formel verwenden, nur für
> [mm]\lambda=550nm[/mm] einsetzen und die anderen Wert so beibehalten
> und anschließend vom dem Ergebnis 10% abziehen. Wär dass
> denn richtig so?
>
> [mm]R=\bruch{550*10^-9m*3600W}{6,63*10^34Js*300000000m/s}=[/mm]
> 9,95*10^21
>
noch nicht ganz. Es fehlt die Einheit. Die Zahl habe ich nicht überprüft.
> 2) Licht der Wellenlänge 491 nm löst aus einem Metall
> Elektronen heraus, die durch eine
> Gegenspannung U ³ 0,71V gestoppt werden. Wird Licht mit
> einer anderen Wellenlänge
> benutzt, so muss man eine Gegenspannung von mindestens
> 1,43 V anlegen.
> a) Wie groß ist die neue Wellenlänge?
> b) Wie groß ist die Austrittsarbeit für das Metall?
>
> Zu 2a Hier würde ich die neue Wellenlänge durch Dreisatz
> bestimmen? Darf man dass denn so machen? Gilt ja eigentlich
> nur bei Proportionalität.
> Dann wäre das Ergebnis [mm]\lambda=989nm[/mm]
>
Das ist falsch. Je kürzer die Wellenlänge, um so höher ist die Energie der Photonen. Du hast nun eine größere Wellenlänge ausgerechnet und dabei muss eine höhere Spannung aufgebracht werden um die Elektronen aufzuhalten.
Wie wär es mit einer Formel? (Die hast Du in der übernächsten Zeile hingechrieben)
> Zu 2b Die Formel für die Austrittsarbeit WA lautet ja:
>
> WA=hf-Ekin und [mm]Ekin=\bruch{me*v²}{2}[/mm] Kann ich für v die
> Lichtgeschwindigkeit verwenden?
Wieder ein glattes nein.
Es gibt einen Zusammenhang zwischen Spannung, Ladung und Energie.
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| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 18:30 Di 09.06.2009 | | Autor: | Realbarca |
Hey,
mich würde die Aufgabenlösung auch mal interessieren. =))
MFG
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Vielen Dank erstmal. :)
Also dann würde ich so vorgehen:
Zu 1 a : I=E/A [I=Intensität, E= Leistung, A =Fläche]
--> E=I*A= 1,39kW/m²*2,6m²=3,614kW=3614W
Zu 1 b :Die Einheit der Rate ist doch immer Stück/Sekunde bzw. Stück/Zeit und in diesem Falle kürzen sich Js und W und Meter und Meter weg sodass dann Photonen/Sekunde.
Zu 2 a: Also mein Ansatz war ja hier falsch. Kann ich die Spannung denn gleich Ekin setzten und dass ganze dann nach der Frequenz auflösen. Und mit Hilfe der Frequenz durch die Formel die Wellenlänge berechnen?
Zu 2 b:
Hier weiß ich mir leider nicht zu helfen. Aber die Formel die man für die Aufgabe anwenden soll WA=hf-Ekin ist doch korrekt oder?
Würde mich freuen, wenn du mir weiterhelfen könntest.
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(Antwort) fertig | | Datum: | 00:32 Mi 10.06.2009 | | Autor: | leduart |
Hallo
> Also dann würde ich so vorgehen:
>
> Zu 1 a : I=E/A [I=Intensität, E= Leistung, A =Fläche]
> --> E=I*A= 1,39kW/m²*2,6m²=3,614kW=3614W
ok
> Zu 1 b :Die Einheit der Rate ist doch immer Stück/Sekunde
> bzw. Stück/Zeit und in diesem Falle kürzen sich Js und W
> und Meter und Meter weg sodass dann Photonen/Sekunde.
richtig, an die 10% Verlust denken und die anzahl der Ph./s ausrechnen.
> Zu 2 a: Also mein Ansatz war ja hier falsch. Kann ich die
> Spannung denn gleich Ekin setzten
nicht direkt, e*U=Ekin
> und dass ganze dann nach
> der Frequenz auflösen. Und mit Hilfe der Frequenz durch die
> Formel die Wellenlänge berechnen?
in 2a) ist eine Wellenlaenge gegeben und damit auch f, aus der Gegenspg kriegst du Ekin, daraus dann [mm] W_a [/mm] .d.h. du musst b) zuerst loesen.
dann erst a, wo du Wa und Ekin der unbekannten Wellenlaenge kennst.
Gruss leduart
> Zu 2 b:
>
> Hier weiß ich mir leider nicht zu helfen. Aber die Formel
> die man für die Aufgabe anwenden soll WA=hf-Ekin ist doch
> korrekt oder?
>
>
> Würde mich freuen, wenn du mir weiterhelfen könntest.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 11:17 Mi 10.06.2009 | | Autor: | friendy88 |
Danke vielmals. :)
Hab die Aufgaben jetzt verstanden. Aufgabe 2 war etwas trickreich. ;)
Hab dann für 2b) Für Ekin=1,14*10^(-19)J raus und für die Austrittarbeit WA=3,93*10(-18)J raus. Wenn man dass auf die Aufgabe 2a) zurückführt beträgt die neue Wellenlänge [mm] \lambda= [/mm] 49,2nm .
Ich hoffe dass ist dann so richtig.
Ich hätte noch eine Frage zur folgender Aufgabe:
Mit welcher Spannung muss man die Elektronen in einem Elektronenmikroskop beschleunigen,
damit sie die selbe Wellenlänge haben wie Gammastrahlen mit einer Energie von 100 keV?
--> Könnte ich hier ebenfalls die unbekannte Spannung mit Hilfe dieser Formel: E=e*V lösen? Die Energie kann man ja wenn man 100000eV annimmt in Joule umwandeln, indem man den Wert mit 1,602*10^-19 multipliziert.
Müsste ich dann nur den Wert den ich dafür erhalte, also E= 1,602*10^-14J durch e teilen.
Aber dass scheint mir ein wenig zu einfach...:S
Danke.
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| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 11:19 Mi 10.06.2009 | | Autor: | Loddar |
Hallo friendy!
Bitte eröffne für eine neue (eigenständige) Aufgabe einen neuen Thread!
Gruß
Loddar
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