* 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。
