Der Photoeffekt

Hast Du schon einmal Billard gespielt?

Beim Billard wird eine ruhende Kugel durch eine andere so angestoßen, dass sie in Bewegung gerät. Dabei wird ein Teil der Geschwindigkeit bzw. der Energie von der stoßenden Kugel auf die ruhende Kugel übertragen.

Auch Teilchen können sich gegenseitig anstoßen, so dass ein Energieübertrag von dem einen zum anderen stattfindet. Dies kann man beobachten, wenn man Photonen durch dichte Materie schießt. Dabei kommt es zu Stößen mit den Elektronen der Atome. Wie ein Atom aufgebaut ist, weißt Du ja noch vom Materieaufbau.

Ist die Photonenenergie größer als die Bindungsenergie des Elektrons zum Atomkern, so kann das Elektron aus der Atomhülle gestoßen werden. Das Elektron nimmt die gesamte Energie des Photons auf. Das Photon verschwindet dadurch.

Ein Atom, dem ein oder mehrere Elektronen fehlen, nennt man Ion. Da es mehr Protonen als Elektronen besitzt, ist es positiv geladen. Durch den Stoß wurde das Atom ionisiert.

Diesen Vorgang der Ionisation, bei dem das Photon nach dem Stoß verschwindet, nennt man Photoeffekt.

Den umgekehrte Vorgang, bei dem Photonen frei werden, wenn ein Elektron an den Atomkern gebunden wird, kennst Du vielleicht von der kosmischen Hintergrundstrahlung.