Question

自動車の補助輪

光電効果について質問です。
光電効果が起こる原因として光の粒子としての役割である光子が電子に運動エネルギーを与えて電子が出てくると学びました
下の写真のように下向きに光子を当てているのになぜ上に光電子は出てくるのですか？
光電効果あまりよくわかってないので細かく解説していただけると助かります
ご回答お願いします

光の振動数 v[Hz]
金属
\22/
光電子
Vmax[m/s]
n[個/s]
(実験結果 1 )
光の振動数 v [Hz] を増加させると、 光電子の運動エネルギ
一の最大値: Kmaxが増加した。
(実験結果 2 )
v [Hz] は一定、光の強さ (明るさ)を増加させるとKmax は
変化せずに、 光電子数n [個/s] が増加した。
( 実験結果 3 )
◎振動数がある決まった振動数 vo[Hz] より小さいと、どん
なに光を強めても光電子は全く出てこない。

高校物理 原子 光電効果

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

ジャスタウェイ

まず、金属の中には電子があります。これに向けて光を当てると電子は光が持つエネルギーを受け取ります。

しかし、ちょっやそこらのエネルギーを受けたところで電子は飛び出さず、むしろ金属に留まっている方が電子にとって圧倒的に楽です。

しかし留まるエネルギー(これを仕事関数という)を超えるエネルギーを受け取ると、電子は余計なエネルギーを持て余してしまいます。このエネルギーをどうしよう、そうだ運動エネルギーにしちゃえ！と仕事関数からはみ出たエネルギーを運動エネルギーに変えてしまいます。

そうすると電子は金属からぴょーんと飛び出してくるのです。

これを光電効果と言います。

今の話のように、電子は光子からエネルギーを受け取り、余分なエネルギーを運動エネルギーに変えて金属から飛び出します。

光子が金属から電子を上から押し出しているという訳ではないので、別に電子は下に出てこなくてもいいのです。とにかく余分なエネルギーを金属から飛び出すことに使えればそれでいいのです。

このような理由で光電効果はおこります。

自動車の補助輪

めっちゃわかりやすかったです
ありがとうございます
もしよかったら今後も教えていただけると助かります