演習 光電効果
＊ 光を金属に当てると電子が飛び出す現象を光電効果という。この現象は、波動として
の性質を持つ光が、粒子としての性質を持つという光量子説を生み出させた。
＊ 光電効果を利用した光電管を用いての実験 結果
１．光の量（光の強さ）と電流（飛び出す電子数）
光の量として６０Ｗの電球を約50cm離して４ｺ
準備する。
光電管を図のように接続して電球の
数を変えて電流計の目盛りを読みとる。
|
|
電球数 |
光電流 |
１ｺ |
８μＡ |
２ |
１４ |
３ |
１９ |
４
|
２５
|
| |
光電管には＋６Ｖの電圧をかける。
グラフから分かることをまとめてみよう。
光の量を増やすと飛び出す電子の数はどうなると言えるか
２．光の波長（振動数）を変えて、飛び出す電子のエネルギーを調べてみよう。
飛び出してくる電子に負の電圧をかけて、何Ｖで電子が押し返され電流が０となる
かを読みとる。
光は、Ｈｇ灯を用いて干渉フィルターを通すと、特定の波長（振動数）の光（単色
光）を取り出すことができる。
結果は、表のようになった。
波長 λ |
５４６ |
４３５ |
４０５ |
３６５ |
*10−９ｍ |
振動数ν |
５．４９ |
６．９０ |
７．４１ |
８．２２ |
*10１４/s |
負電圧Ｖ
|
Ｏ．４０
|
１．００
|
１．２０
|
１．５１
|
Ｖ
|
| |
結果をグラフに描いてみよう。
Ｘ軸に振動数ν
Ｙ軸に電圧Ｖをとる。
グラフから分かることをまとめてみよう。
(1) 光の波長が小さいほど（振動数が大きいほ
ど）大きな電圧を加えないと電子の飛び出
しを抑えられないということは、電子の
エネルギーはどうなっているか
(2) Ｙ切片は、電子が金属の原子中の＋イオンに引かれている力から解放するのに必要な
仕事を表している。金属Ｃｓの仕事関数Ｗは、１．９ｅＶである。確認してみよ。
(3) Ｘ切片は、電子が飛び出すために当てなければならない最小の光の振動数である。こ
の限界振動数は、Cｓの場合4.6*10１４Hzである。確認してみよ。
(4) 直線の傾きは、プランク定数と呼ばれる。光量子説の式と比べて確認してみよ。
年 組 番 氏名
教 演習 光電効果
＊ 光を金属に当てると電子が飛び出す現象を光電効果という。この現象は、波動として
の性質を持つ光が、粒子としての性質を持つという光量子説を生み出させた。
＊ 光電効果を利用した光電管を用いての実験 結果
１．光の量（光の強さ）と電流（飛び出す電子数）
光の量として６０Ｗの電球を約50cm離して４ｺ
準備する。
光電管を図のように接続して電球の
数を変えて電流計の目盛りを読みとる。
|
|
電球数 |
光電流 |
１ｺ |
８μＡ |
２ |
１４ |
３ |
１９ |
４
|
２５
|
| |
光電管には＋６Ｖの電圧をかける。
グラフから分かることをまとめてみよう。
光の量を増やすと飛び出す電子の数はどうなると言えるか
電球の数を増やすと光の量も増える。
光電流が多いことは電子数も多い
よって、光の量と電子数とは比例する。
２．光の波長（振動数）を変えて、飛び出す電子のエネルギーを調べてみよう。
飛び出してくる電子に負の電圧をかけて、何Ｖで電子が押し返され電流が０となる
かを読みとる。
光は、Ｈｇ灯を用いて干渉フィルターを通すと、特定の波長（振動数）の光（単色
光）を取り出すことができる。
結果は、表のようになった。
波長 λ |
５４６ |
４３５ |
４０５ |
３６５ |
×10−９ｍ |
振動数ν |
５．４９ |
６．９０ |
７．４１ |
８．２２ |
×10１４/s |
負電圧Ｖ
|
Ｏ．４０
|
１．００
|
１．２０
|
１．５１
|
Ｖ
|
| |
結果をグラフに描いてみよう。
Ｘ軸に振動数ν Ｙ軸に電圧Ｖをとる。
×
グラフから分かることをまとめてみよう。
(1) 光の波長が小さいほど（振動数が大きいほど）大きな電圧を加えないと電子の飛び出
しを抑えられないということは、電子のエネルギーはどうなっているか
振動数が大きいほど飛び出す電子の速度が
大きく、運動エネルギーも大きい。
電子のエネルギーは振動数に比例する。
(2) Ｙ切片は、電子が金属の原子中の＋イオンに引かれている力から解放するのに必要な
仕事を表している。金属Ｃｓの仕事関数Ｗは、１．９ｅＶである。確認してみよ。
(3) Ｘ切片は、電子が飛び出すために当てなければならない最小の光の振動数である。こ
の限界振動数は、Cｓの場合4.6×10１４Hzである。確認して見よ。
(4) 直線の傾きは、プランク定数と呼ばれる。光量子説の式と比べて確認してみよ。
年 組 番 氏名
