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Gegenfeldmethode

Baut man den ursprünglichen Versuch von Hallwachs um, kann man die Energie der negativ geladenen Elektronen, die die Metallplatte verlassen, sogar bestimmen.

Hinter einer Gasentladungslampe befindet sich ein Filter, der monochromatisches Licht erzeugt: Aus dem Spektrum der Glühlampe, das alle Frequenzen enthält, wird eine einzige Frequenz herausgefiltert. Eine Linse fokussiert das Licht und lenkt die Lichtteilchen auf die geladene Metallplatte (Photokathode). Dadurch lösen sich Elektronen aus der Platte, fliegen zur Auffanganode und es fließt ein Strom. Legt man an Kathode und Anode eine Gegenspannung an, kann man die Bewegungsenergie der Elektronen messen. Die Gegenspannung entspricht dann der Bewegungsenergie der Elektronen, wenn kein Strom mehr fließt.

Anhand dieser sogenannten Gegenfeldmethode kann man feststellen, dass zwischen der übertragenen Energie der Lichtteilchen und ihrer Frequenz ein linearer Zusammenhang besteht. Die Energie E des Lichts ist gleich seiner Frequenz f mal einer Proportionalitätskonstante: E=f*h. Diese Konstante bezeichnen Physiker als das Plancksche Wirkungsquantum „h“. Es beschreibt, dass bestimmte physikalische Vorgänge immer nur in Portionen stattfinden können, wie die Übergabe der Energie der Lichtteilchen an die Elektronen. Das Plancksche Wirkungsquantum hat in vielen Bereichen der Quantenphysik eine große Bedeutung.