リード C
基本例題 68 光電効果
図1は光電効果を調べる装置で, 光を金属面に当て 光
飛び出した光電子を電極Pで捕獲すると, 回路に電流が
流れる。 このときPの電位がKより Vo〔V〕 以上低くな
ると,光電子はPに達する前に押しもどされ,電流が0
になる。 光の振動数 [Hz] と阻止電圧 Vo [V] の関係を
調べたら図2のようになった。 光の速さc=3.0×10°
m/s, 電子の電気量-e=-1.6×10-19C とする。
(1) この光電管の限界波長 入。 (光電効果が起こる光のう
ち最も長い波長) を求めよ。
(2) 金属Kの仕事関数 W は何Jか。
(3) プランク定数んは何J's か。
=
1.8
4.5×1014
W=1.8×(1.6×10-19 ) ≒ 2.9×10-1J
h=
第22章 電子と光 187
-0.5
=-1.8
-1.0
e
(3) グラフはvが4.5×10 Hz 増加する間に 1.8V 増えるの 1.5
で,傾きは
h
e
1.8
VoA [V]
1.5
指針 光電効果の式 「Ko=hv-W｣, 光電管の阻止電圧の式 「Ko = evo」 より,
だから。図2は傾き , Vo切片-1
h
W
eVo=hv-W,
Vo=hy-
W
e
e
e
解答 (1) グラフの直線と横軸との交点が限界振動数vo [Hz] である。 [Vo[V]
C 3.0×10°
「c=vodo」の関係より 入。 ==
Vo 4.5×1014
(2) グラフより Vo軸の切片は1.8V なので
W
4.5
1.0
0.5
0
-0.5
-1.0
-1.5
-2.0
≒ 6.7×107m 1.0
20.5
0
319,320
@THE
68 V
24 (x10¹4Hz)
4.5
図2
-10-14×(1.6×10-18)=6.4×10-34J-S
の直線である。
傾き
14.5 7
ン [×10 Hz]
W
e
切片-
-1.8
322
