光電効果

プランク定数と光のエネルギー

振動数$ν$(ニューと読み、光の振動数を表す時に使う)[Hz]の光はhν[J]のエネルギーを持ち、
hをプランク定数と呼びます。

また、光子の速さをc[m/s]、波長をλ[m]としたとき、
$c = νλ$より、$hν$の式を作り出すと、$hν$は

$$hν = \dfrac{hc}{λ}[J]$$

金属に光を与えると、さまざまな運動エネルギーを持った電子が飛び出します。
この電子を光電子とよび、この現象を光電効果と呼びます。

振動数$ν[Hz]$の光を金属に当てた時、飛び出してくる光電子の運動エネルギーの最大値を
$\dfrac{1}{2} mv_{0}^2[J]$とすると

$$\dfrac{1}{2}mv_{0}^2 = hν - W$$

W[J]は金属から電子を引き出すのに必要な仕事の大きさを表し仕事関数と呼ばれ、金属の種類により異なります。

式は、$hν$がW以上にならないと、電子が飛び出してこないことを示しています。

初版:2022/9/12

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