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
