Hallwachs-Effekt

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Phänomen

Wilhelm Hallwachs, ein Assistent von Heinrich Hertz, fand 1888 heraus, dass sich elektrisch geladene Körper entladen, wenn sie mit ultraviolettem Licht bestrahlt werden. Dieses Phänomen ist nach ihm als Hallwachs-Effekt benannt worden. Die Ursache des Hallwachs-Effektes ist der Fotoeffekt. Zur Zeit von Hallwachs kannte man ihn jedoch noch nicht. Auch die Existenz von Elektron war nur hypothetisch vorgeschlagen, jedoch noch nicht experimentell nachgewiesen.

Experiment und Messergebnisse

Wenn man eine Metallplatte, z. B. eine Zinkplatte mit einem Elektroskop verbindet, kann man damit ihre Ladung nachweisen. Wird die Platte nun negativ aufgeladen und dann mit dem Licht einer Quecksilber-Lampe beleuchtet, kann man an der Abnahme des Elektroskop-Ausschlages erkennen, dass sich die Platte entlädt. Wird dagegen zwischen die Platte und die Lampe eine Glasscheibe gehalten, stoppt die Entladung sofort und der Elektroskop-Ausschlag bleibt konstant. Wird die Glasplatte wieder entfernt, dann setzt die Entladung unmittelbar wieder ein und der Elektroskop-Ausschlag nimmt weiter ab. Wenn man die Zinkplatte positiv auflädt, ändert eine Beleuchtung der Platte den Elektroskop-Ausschlag und damit auch die Ladung der Platte nicht.

Interpretation

Eine negativ geladenen Zinkplatte hat einen Elektronenüberschuss. Die Photonen des ultravioletten Lichtes der Quecksilberdampflampe haben eine ausreichend große Energie, um Elektronen aus der negativ geladenen Zinkplatte herauszulösen. Dadurch nimmt der Elektronenüberschuss ab und die Platte entlädt sich. Wenn dagegen eine Glasplatte zwischen Lampe und Platte gehalten wird, wird durch diese der UV-Anteil des Lichtes herausgefiltert. Die Photonen des restlichen sichtbaren Lichtes sind nicht energiereich genug, um Elektronen herauszulösen und die Entladung stoppt. Eine positiv geladene Zinkplatte hat einen Elektronenmangel. In ihr sind die Elektronen fester gebunden als in einer negativ geladenen Zinkplatte. Bei einer positiv geladenen Zinkplatte reicht auch die Energie der UV-Photonen nicht aus, um Elektronen herauszulösen.