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Austrittsarbeit – Was ist das?

Was die Austrittsarbeit ist und wie man sie berechnet

Was bedeutet Austrittsarbeit?

Die Austrittsarbeit oder auch Ablösearbeit $W_A$ beschreibt eine Energiedifferenz. Diese wird benötigt, um Elektronen aus einem nicht geladenen Festkörper zu lösen. Man misst die Austrittsarbeit in $eV$. Ein $eV$ ist dabei die dazugewonnene Energie eines Elektrons, welches unter einer Spannung von $1V$ beschleunigt wird. Diese Austrittsarbeit betrachtet man insbesondere beim Fotoeffekt:

Um ein Foto zu belichten, benötigt es Licht, genauer gesagt Photonen. Ein Photon überträgt dabei jeweils seine komplette Energie auf ein Elektron der Kathode. Wie groß die Energie des Photons bzw. des Lichtquants ist, bestimmt seine Frequenz (Farbe des Lichts). Überschreitet diese eine bestimmte Schwelle (Frequenzschwelle $f_0$), wird das Elektron herausgeschlagen und Richtung Anode beschleunigt.

Diese Schwelle ist bei jedem Material verschieden. Das Produkt aus dieser Frequenzschwelle und der Naturkonstante Planksches Wirkungsquantum $h\approx 6,626\cdot 10^{-34}Js$ ergibt die Austrittsarbeit des Materials. Zum Beispiel:


Silber ($W_{A,Silber}\approx 4,05 eV$),
Eisen ($W_{A,Eisen}\approx 4,5 eV$),
Calcium ($W_{A,Calcium}\approx 2,87 eV$).

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