Energieerhaltung

Am 31.08.24 um 09:01 schrieb Werner Dominikowski:

Schön wär's ja. ;) Leider macht sich die Realität noch weniger aus den "alternativen Fakten" als umgekehrt. ;)

Am 30.08.2024 um 21:18 schrieb Sieghard Schicktanz:

Ok. Und diese Verluste lokalisieren wir dann makroskopisch an der Diode im elektrischen ESB?

V.

Am 30.08.2024 um 22:58 schrieb Kurt:

Bullshit!

Das gilt so am Widerstand.

Das widerspricht aber dem obigen, denn Photoelektronen in einer Vakuum-Photozelle koennen z.B. durch Licht aus der Photokathode geloest und beschleunigt werden und dann eine Wirkung tun. Licht ist keine Spannung. Die Spannung an der Photozelle entsteht dann wenn die Photoelektronen auf die Anode aufschlagen und diese negativ aufladen. Da ist die Spannung dann die Folge eine Stromflusses, nicht umgekeht.

Passt hier eben nicht, die Spannung ist die Folge des Photostroms, nicht umgekehrt. Ohne Licht kein Photostrom und damit auch keine Spannung.

Die Idee war dass das Photon seine Energie auf das Photoelektron uebertraegt und das dann die Austrittsarbeit leistet und dann ausserhalb die verminderte kinetische Energie hat. Vielleicht ist es auch realistischer anzunehmen dass das Photon aus einem System herausgeschleudert wird das vom Photon angeregt wird. Dieses System wuerde dann die Austrittsarbeit verbrauchen- was geschieht mit ihr, wird sie gespeichert ?

Aber egal wie das genau passiert, letztlich wird die Austrittsarbeit geleistet - was passiert mit der, im Sinne der Energieerhaltung ? Wenn das Elektron auf die Anode trifft wird die Austrittsarbeit wieder frei und dann wohl zu Waerme, oder gibts da vielleicht eine Moeglichkeit sie zu nutzen mittels Tunneleffekt ?

Ja daher kennt man die.

Am 31.08.24 um 10:31 schrieb Carla Schneider:

Das ist /ein/ Betriebsfall. Hat aber rein akademischen Wert:

Wenn's überhaupt bis dahin kommt. ;)

Meine Güte, Tunneleffekt. Was denn noch alles? Schließ' den Stromkreis von außen, dann kannst du die paar µW "Energie" auch nutzen, z.B. in einem Widerstand "verheizen". ;)

Hier ging es ja darum den Wirkungsgrad zu erhoehen, aber es stimmt, die Vakuum-Photozelle hat als Solarzelle sowieso keine Chance.

Mir wuerde da eher der Tonfilm einfallen:

Völlig korrekt.

Dazu wäre noch zu bemerken: So einfach war das mit Sicherheit nicht, auch wenn diese Fotozellen beachtliche Ausmaße hatten. ;)

Sorry, daran hätte ich natürlich auch denken müssen. Und an Lichtschranken etc. pp. ...

Mit Fotodioden / -transistoren und ein bisschen Außenbeschaltung auch kein Problem.

Hallo Carla,

Du schriebst am Sat, 31 Aug 2024 10:31:47 +0200:

Nachdem das eh Unsinn ist, sind daraus keine Folgerungen ableitbar.

Richtig, "Licht" ist, bzw. transportiert, _Leistung_. Die Leistung wird in Energiepaketeen namens "Photonen" transportiert, und die können diese auf Elektronen in der Photokathode transferieren.

Quatsch. Die _Spannung_ ist eine Folge der sich aufgrund der Raumladung um die _Photokathode_ aufbauenden Potentialänderung dieser gegenüber der Umgebung. Eine "Anode" ist dazu nicht nötig, die kann aber dazu benutzt werden, die Elektronen trotz der Raumladungs"spannung" zu einem Stromfluß, d.h. einer Bewegung, zu ihr hin zu bewegen. (Für eine folgerichtige Beschreibung ist auch die gesamte Folge, richtig, zu beschreiben.)

Hallo Volker,

Du schriebst am Sat, 31 Aug 2024 09:55:17 +0200:

Nicht _an_, sondern _in_ der Diode, die dabei einfach wärmer wird. Wobei mir erstmal unklar ist, was ein "elektrische[s] ESB" sein soll.

Hallo Carla,

Du schriebst am Sat, 31 Aug 2024 10:42:34 +0200:

Naschön, kann man auch so sehen.

Soll das erste "Photon" eher "Elektron" heißen? Dann wäre dassinnvoll.

Tja. Sagt Dir das Konzept einer "Bindungsenergie" etwas? Die Elektronen sind innerhalb des Festkörpers _gebunden_, weshalb sie nicht einfach immer frei überall herumschwirren (und weshalb es z.B. Drähte in den elektrischen leitungen gibt). Die "Austrittsarbeit" ist _genau diese_ "Bindungsenergie", und nur entgegen dieser, d.h. unter Aufwendung dieser, kannst Du dem Festkörper ein Elektron entreißen. (Das Konzept läßt sich auch aucf andere zusammenhaltende Konfigurationen von Teilchen übertragen, z.B. auch auf Atomkerne.) So gesehen, ist der "normale", neutrale Zustand eines Festkörpers "defizitär", er ist gefangen in einem "Schuldenloch" von Bindungsenergie. Um nundaraus einen Bestanteil herauszulösen, mußt Du dem System eine gewisse "Befreiungssumme" übergeben. Wenn die hoch genug ist, kriegst Du den Bestandteile, z.B. ein Elektron, zur "freien Verfügung". Die "Befreiungssumme" ist dann im System als _verminderte_ Bindungsenergie "gespeichert", was durchaus merkliche Konfigurationsänderungen in diesem System nach sich ziehen kann, z.B. bei manchen Bio-Molekülen.

Kannst Du mit der obigen Beschreibung was anfangen?

Ja, dann ersetzt da auftreffende Elektron ein vorher durch die Spannungs- _Quelle_ abgezogenes, was heißt, daß insgesamt die Energie wieder dieselbe ist. Entsprechend bei der Kathode.

Du willst eine gegen die Umgebung _negative_ Energie nuten? Doch, das geht in Grenzen, jede Primärzelle und jeder Akkumulator tun das. Sie enthalten (oder erhalten durch Aufladung) einen Zustand _verminderter_ Bindungsenergie und geben daraus durch Entladen und Überführen in einen Zustand _höherer_ Bindungsenergie die Differenz nach außen ab. (Falls es noch immer wer nicht gemerkt haben sollte: Bindungsenergien werden _NEGATIV_ gerechnet, eine "hohe" solche liegt also _weiter_ _unterhalb_ der Energie der Umgebung [auch gelegentlich "Vakuumenergie" genannt, und in Festkörpern äquvalent zur "Fermienergie"].)

Am 31.08.24 um 20:33 schrieb Sieghard Schicktanz:

Genauso Quatsch. Für die "Umgebung" ändert sich da gar nichts. Der negativen Raumladung ("Ladungswolke") um die Katode 'rum steht nämlich ein gleich großes positives Potenzial der Katode selber gegenüber.

Am 31.08.24 um 20:37 schrieb Sieghard Schicktanz:

Ersatzschaltbild, vermute ich stark?

Carla Schneider <carla snipped-for-privacy@proton.me schrieb:

Am 31.08.2024 um 20:37 schrieb Sieghard Schicktanz:

Danke. E-Techniker-Slang. Symbole in elektrischen Schaltbildern sind abstrakte Repräsentanten eines realen Objekts. In diesen abstrakten Repräsentanten gibt es kein "Innen" mehr, "in" dem etwas geschieht.

Elektrisches Ersatzschaltbild.

Gruß, V.

Am 01.09.24 um 01:14 schrieb Heiner Hass:

Kann man wohl sagen.

Hallo Hartmut,

Du schriebst am Sat, 31 Aug 2024 23:39:41 +0200:

Wurde ja auch nicht behauptet, Du haust in die Luft (oder den Nebel?).

^th Ja, und nach außen sorgt dieses Potential dafür, daß man _nichts_ messen kann.

Hallo Volker,

Du schriebst am Sun, 1 Sep 2024 07:45:00 +0200:

AFAIK werden die dann aber immer auch nur generisch als "ideale" Elemente betrachtet. Bei einer nicht angeschlossenen Diode ist das halt in der Ebene irrelevant, genauso wie eine nicht angeschlossenen Spannungsquelle.

Ahso, Danke! Habe ich so noch nie abgek. gehört oder gesehen...

Dann wäre das relevante Element in dem "ESB" der Diode eine lichtabhängige Stromsenke, weil halt genausoviele Ladungsträger darüber "abfließen", wie durcj das einfallende Licht erzeugt werden. Im normalen Betriebsfall wäre das komplizierter, weil der entnommene Strom einen Teilstrom aus dem Vorrat dieser Ladungsträger darstellt. Wie sich das abbilden ließe, ist mir soweit erstmal nicht klar.