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von cici1992
cici1992
Schüler | Niedersachsen
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cici1992
Schüler | Niedersachsen
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    • msie vor 3100 Tagen | 0 Punkt
      11 Punkte

      Das plancksche Wirkungsquantum h ist eine fundamentale Naturkonstante der Quantenphysik. Sie tritt bei der Beschreibung von Quantenphänomenen auf, bei denen physikalische Eigenschaften nicht jeden beliebigen kontinuierlichen Wert, sondern nur bestimmte diskrete Werte annehmen können.

      In diesem Versuch wird das plancksche Wirkungsquantum durch Messungen an Leuchtdioden (LED) bestimmt. Die LED ist ein Halbleiterbauelement und besteht wie eine Diode aus einer n- und einer p-dotierten Schicht. In einem Halbleiter können nur bestimmte Energiebänder von den Elektronen eingenommen werden. Durch das Anlegen einer Spannung in Durchlassrichtung der Diode wird die Energie der Elektronen erhöht. Dadurch bevölkern diese das Leitungsband auf der n-Seite und fallen dann, nachdem sie die Grenz%uFB02äche überschritten haben, auf das energetisch niedrigere Valenzband auf der p-Seite zurück. Dort rekombinieren sie mit den vorhandenen Löchern. Dabei wird die gewonnene Energie wieder frei und (teilweise) Licht ausgesandt.
      Die Bandlücke, d.h. die Energiedifferenz von Valenz- und Leitungsband wird bei LEDs durch die Wahl der Materialien variiert. Je größer die Bandlücke, desto mehr Energie müssen die Elektronen besitzen, um vom Valenz- ins Leitungsband zu kommen. Die Schwellenspannung ist deshalb für verschiedene LEDs unterschiedlich. Gleichzeitig beeinflusst die Größe der Bandlücke die Energie der ausgesandten Photonen und damit die Frequenz bzw. Farbe des Lichts.
      Aus der Schwellspannung U_Schwelle lässt sich die Energie E der Elektronen berechnen. Diese Energie entspricht der Photonenenergie. Beim Auftragen der Photonenenergie über der Frequenz f des Lichts zeigt sich ein linearer Zusammenhang. Die Steigung bzw. der Proportionalitätsfaktor ist das plancksche Wirkungsquantum h.
      #52458
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