Question

馬

なぜグラフの直線と横軸との交点が限界振動数になるのでしょうか？

リード C
基本例題 68 光電効果
図1は光電効果を調べる装置で, 光を金属面に当て 光
飛び出した光電子を電極Pで捕獲すると, 回路に電流が
流れる。 このときPの電位がKより Vo〔V〕 以上低くな
ると,光電子はPに達する前に押しもどされ,電流が0
になる。 光の振動数 [Hz] と阻止電圧 Vo [V] の関係を
調べたら図2のようになった。 光の速さc=3.0×10°
m/s, 電子の電気量-e=-1.6×10-19C とする。
(1) この光電管の限界波長 入。 (光電効果が起こる光のう
ち最も長い波長) を求めよ。
(2) 金属Kの仕事関数 W は何Jか。
(3) プランク定数んは何J's か。
=
1.8
4.5×1014
W=1.8×(1.6×10-19 ) ≒ 2.9×10-1J
h=
第22章 電子と光 187
-0.5
=-1.8
-1.0
e
(3) グラフはvが4.5×10 Hz 増加する間に 1.8V 増えるの 1.5
で,傾きは
h
e
1.8
VoA [V]
1.5
指針 光電効果の式 「Ko=hv-W｣, 光電管の阻止電圧の式 「Ko = evo」 より,
だから。図2は傾き , Vo切片-1
h
W
eVo=hv-W,
Vo=hy-
W
e
e
e
解答 (1) グラフの直線と横軸との交点が限界振動数vo [Hz] である。 [Vo[V]
C 3.0×10°
「c=vodo」の関係より 入。 ==
Vo 4.5×1014
(2) グラフより Vo軸の切片は1.8V なので
W
4.5
1.0
0.5
0
-0.5
-1.0
-1.5
-2.0
≒ 6.7×107m 1.0
20.5
0
319,320
@THE
68 V
24 (x10¹4Hz)
4.5
図2
-10-14×(1.6×10-18)=6.4×10-34J-S
の直線である。
傾き
14.5 7
ン [×10 Hz]
W
e
切片-
-1.8
322

光電効果