光電効果

光電効果とは、物質に電磁波を照射すると、物質の表面から電子が放出される現象のことです。そして、放出される電子のことを光電子と呼びます。

例えば、金属に電磁波を照射したとします。すると、金属表面の自由電子は、光子のエネルギーを吸収し、運動エネルギーを得ます。

金属表面の自由電子は、光子から一定以上のエネルギーを得ると、金属を構成する陽イオン群からのクーロン力による束縛を振り切って、金属表面から外に飛び出します。

光電効果が生じる条件

光電効果は、光子の振動数がv_[0]]より大きいときのみ発生します。このv_[0]]は、限界振動数と呼ばれ、物質によって異なります。

プランク定数をhとした場合、hvのエネルギーを持った1個の光子が1個の電子に吸収されて、光電効果が生じたとき、飛び出した電子の運動エネルギーは、hv-hv_[0]]となります。

一方、hv_[0]]以下のエネルギーを持った光子が電子に吸収されてもこの電子は物質から飛び出しません。

光電効果の性質

v_[0]]以下の場合、照射する電磁波のエネルギー(光子の数)に関係なく、光電効果は発生しません。

v_[0]]より大きく、光子の振動数が一定の場合、照射する電磁波のエネルギーを大きくすると(光子の数を増やすと)、光電効果により飛び出す電子の数が多くなりますが、飛び出す電子の運動エネルギーは変化しません。

・照射する電磁波のエネルギーが一定の場合(光子の数が一定の場合)、v_[0]]以上で光子の振動数を大きくすると、光電効果により飛び出す電子の運動エネルギーが大きくなりますが、飛び出す電子の数は変化しません。