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物理 高校生

「光子1個が電子に出会い、持っているエネルギーを受け渡す」という一文の言っている意味がよくわからないので教えてください🙏

* 光を粒子として考える。この粒子を光子(または光量子)という。 そこで「光には”粒 (粒子)”としての性質もある !」 という仮説が提唱されました。 ココをおさえよう! 光量子仮説 - 光を粒子として考える。この粒子を光子(または光量子)という 振動数vの光子は, 1個あたりE=wのエネルギーをもっ “光=波”と考えたのでは説明できないことが出てきてしまいました。 1905年にアインシュタインが提唱した光量子仮説は以下のようなものです。 · 光は, 波だけでなく, 粒子としての性質もある (光の粒々を光子という) 1 のエネルギーをもつ! 振動数 ソ, 波長えの1個の光子は, E=1w=h- (cは光の速さ, h=6.6×10-34 J·sはプランク定数と呼ばれる比例定数) 照射する光の光子と, 金属板中の電子は, 1対1で対応する! y(ニュー)は光の振動数[1/s] を表す文字です。 すでにみなさんが振動数の文字として使い慣れたf[1/s] と同じと思ってください。 上。 光量子仮説を使えば, 光電効果をとってもエレガントに説明することができます。 光子1個が電子1個に出会い, もっているエネルギーを受け渡すと考えますよ。 12-1 で紹介した光電効果の3つの特徴を, 光量子仮説で説明してみましょう。 0 当てる光の振動数がある振動数より小さいと電子は飛び出さない。 エネルギー wをもった1つの光子が, 金属板表面にいる1つの電子と出会いまし た。光子はエネルギー wを, まるまる電子に受け渡すのですが, 電子は 「ボクが 外に飛び出すには, 最低でもWのエネルギーが必要さ」 と言うのです。 W以上の エネルギーをもたない光子は, 電子を飛び出させることができません。 つまり * hy< Wのとき: 電子は飛び出さない! hッ> Wのとき:ただちに電子は飛び出す! 電子が飛び出すために必要な, 最低限のエネルギー Wは仕事関数と呼ばれます。 また,ギリギリで電子が飛び出すことができたとき, すなわちwo= Wのときの W 光子の振動数 V0=- が,限界振動数になるのです。 h 限界振動数より振動数が小さい光を照射しても, 光子のエネルギーが足りないの で, 電子は飛び出せないのですね。

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物理 高校生

この大問の2、3、4が分からないので教えてください。

時限 6 光電効果に関する次の文章を読み,下の1~4に答えよ。 【思考 判断·表現) 図1のような装置で光電効果の実験を行った。実験では, 赤, 桜,緑,青の4色のフィルターを使用した。 これらのフィルターは, 表に示す波長入 [m] の光のみを通すものとする。実験の結果,電圧計で測定された 電圧 V[V) と,電流計で測定された光電流I [A]の間に図2のような関係が得られた。光の速さを c=3.0×108 [m/s), 電気素量を e=1.6×10-19 [C] とする。 数値は有効数字2桁で答えよ。 1 表に示す波長入 [m] の光の振動数 v フィルター 入 [m) v [Hz) Ev (V) [Hz]を求め,(a)に適する数を入れよ。 赤 6.1×10-7 4.9×104 2 光電管に当てた光の振動数がv [Hz) 5.6×10-7 5.4×104 のとき,陰極から放出される光電子の 緑 4.8×10-7 速さの最大値を [m/s] とする。 青 4.3×10-7 7.0×10'4 1 -mur? を満たす電圧 Ev [V] を 2 eEv= 図2より求め,(b)~(e) に適する数を入れよ。m [kg〕 は電子の質量である。 3 表の結果を用いて, v [Hz]と E, [V] の関係を解答用紙にかけ。 43のグラフから, プランク定数h [J·s] および実験で使用した光電管の陰極に使用されている物質の仕事 関数 W [eV] を求めよ。ただし,1 [eV] は1.6×10-19 [J] とする。 図1 図2 光電管 ×10-6 120 光 源光 陽極 光電子 陰極 100 80 A 電圧V フィルター 60 [A] 40 26 可変抵抗 20F 0 -2 -1.5 -1 -0.5 0 アース 電圧V(V] 青緑 澄赤 光電流 電池

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