共通テスト直前特別企画 ここだけは押さえておこう! 第8回 光電効果

火曜日, 1月 05, 2021

大学入試 粒子と波動の二重性

t f B! P L

  光電効果は,金属に光をあてると表面から電子が飛び出す現象です.光の振動数を変化させたり,強さ(明るさ)を変化させたりしたとき,飛び出してくる電子の数や運動エネルギーがどのように変化するかを問う問題がよく出題されます.飛び出してくる電子の数は電流により測定します.また,電子の運動エネルギーの最大値は極板間の電位差により測定されます.光電効果の実験結果とI-Vグラフの読み方,考察する過程について復習しておきましょう.

 基本的な知識として,電流は単位時間あたりに断面を通過する電気量であることや,電位差が$V$の電場による電子の位置エネルギーは$eV$と表されること,$c=\nu \lambda$($v=f\lambda$)が必要です.

 また,光のエネルギーを表すアインシュタインの関係式$E=h\nu$を用いて,限界波長を求める問題もよく出題されます.仕事関数を$W$とすると,電子の運動エネルギー$K$は,

$K=h\nu-W$

と表されます.この関係を選択させる問題もよく出題されます.

 波の関係式$c=\nu \lambda$を用いると$E=h\nu=\frac{ch}{\lambda}$と表されます.この式から波長が小さいほど光のエネルギーは大きくなることが分かります.この関係から,定量的にも,定性的にも光電効果を考えられるようにしておきましょう.

 それでは共通テストまであと11日です.がんばってください.

#高校物理 #共通テスト #光電効果 #アインシュタインの関係式

 

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