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VakuumniveauZoomA-Z

Fachgebiet - Sensorik

Beim äußeren Photoeffekt (photoelektrischer Effekt) wird durch ein einfallendes Lichtquant (Photon) ein Elektron aus einer Metalloberfläche im Vakuum herausgeschlagen. Die kinetische Energie Ekin des davonfliegenden Elektrons hängt von der Frequenz ν des einfallenden Lichts und der Austrittsarbeit WA des betreffenden Metalls ab:

hν=WA+Ekin

Das herausgeschlagene Elektron ist ein sich frei bewegendes Teilchen, für das nach der Quantenmechanik genau wie nach der klassischen Physik beliebige Energiewerte zulässig sind (Translationsniveaus sind sehr dicht beieinander). Das bedeutet, dass die Elektronenenergie Ekin keiner Quantelung unterliegt. Die Austrittsarbeit kann als Energiedifferenz zwischen dem Fermi-Niveau im Metall und dem Vakuumniveau der Elektronenenergie betrachtet werden. Dieses Vakuumniveau entspricht also der potenziellen Energie eines Elektrons, das sich in ausreichender Entfernung von der Metalloberfläche befindet und für das Ekin=0 ist.