Der Photoeffekt

(Kursstufe > Licht als Teilchen)

Beispiele

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  Röntgenstrahlen, UV-Licht, Radiowellen, alles elektromagnetische Wellen...

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  Aber einen solchenSonnenbrand bekommt man nicht im Auto, oder?

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  Die Strahlenbelastung bei Flügen

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  oder Röntgenaufnahmen!?

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  Gamma-Strahlen können sogar tödlich sein!

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  Handystrahlung ist bestimmt nicht tödlich, aber umstritten.

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  Video: Wie bekommt man billig sauberes Trinkwasser

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  Wenn die Batterien schlapp machen...

Zitate

"Unter Lichtstrahlen verstehe ich die kleinsten Theilchen des Lichts, und zwar sowohl nach einander in denselben Linien, als gleichzeitig in verschiedenen. Denn es ist klar, dass das Licht sowohl aus succesiven, wie aus gleichzeitigen Theilchen besteht, da man an der nämlichen Stelle das in einem bestimmten Augenblicke ankommende Licht auffangen und gleichzeitig das nachkommende vorbeilassen kann, und ebenso kann man im nämlichen Augenblicke das Licht an einer Stelle auffangen und an einer anderen vorbeilassen. Denn das aufgefangene Licht kann nicht dasselbe sein, wie das vorbeigelassene. Das kleinste Licht oder Lichttheilchen, welches getrennt von dem übrigen Lichte für sich allein aufgefangen werden kann, oder allein etwas thut oder erleidet, was das übrige Licht nicht thut, noch erleidet, - dies nenne ich einen Lichtstrahl."

• "Anders als z. B. Röntgenstrahlung kann UV-Strahlung den menschlichen Körper nicht durchdringen, sondern wird in den obersten Hautschichten absorbiert, wo die Strahlungsenergie in photochemische Reaktionsenergie umgewandelt wird. Ultraviolette Strahlung kann also beim Menschen Schäden an der Haut und an den Augen verursachen. Die Absorption erfolgt in sogenannten Chromophoren – DNS (DNA), RNS (RNA), Proteinen, Pigmenten (z. B. Melanin)."
• "Biochemische Wirkungen [...] sind immer dann zu erwarten, wenn die Energieübertragung zu Ionisationen [...] führt. Der Energiebedarf für eine Ionisation beträgt etwa 15 eV [...]. Tatsächlich wird in [...] typischen menschlichen Geweben im Mittel ein Energiebetrag von 30 eV zur Erzeugung eines Ionenpaares benötigt. Die Hälfte der Energie wird also offensichtlich ohne Ionisation übertragen."

• Stichwort: Ionisierende Strahlung

Ionisationsenergien verschiedenener Atome

Literatur/Links

• Wikipedia: Photoelektrischer Effekt
• LEIFI: Photoeffekt
• Photoeffekt mit Animationen (Uni Ulm)
• Animation: sehr anschaulicher Photoeffekt mit Gegenfeld (PhET interactive Simulations, University of Colorado Boulder)
• Animation: Messung der Auslöseenergie mit der Gegenfeldmethode, einfache Version (Timothy J. Stelzer, University of Illinois at Urbana-Champaign)
• Animation: Messung der Auslöseenergie mit der Gegenfeldmethode (Walter Fendt)

Biologische Wirkung

• Wikipedia: Biologische und chemische Wirkung einer elektro-magnetischen Welle
• Hanno Krieger: "Grundlagen der Strahlungsphysik und des Strahlungsschutzes", Vieweg, 2012 (FRUB: LS Phys 350/17 TM 2012/967)
• Liste der Ionisationsenergien von organischen Verbindungen (André Schild, abc-gefahren.de)
• SODIS (Solar Disinfection)
  • Sodis-Seite der Eawag
  • Video: Wissen vor 8 E39 Wie bekommt man billig sauberes Trinkwasser, der Text zur Sendung.

Bindungsenergien

• Skript: Bindungen im Festkörper (Festkörperphysik WS 01/02 Dieter Suter, Uni Dortmund)