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高校を卒業して13年目になるものです。
未だに高校物理で納得いかない理論があるので質問させてください。
光電効果ではじき出した電子の運動エネルギーを電圧をかけて調べ、入力した光の振動数と阻止電圧をプロットしたときの傾きからプランク定数を求めるという実験ですが、この関係について以下の式が成り立つとしています。
   eVo=hν-W
ここで分からないのが、W(仕事関数)です。これは真空準位に対するフェルミ準位で、電子の存在確率が0.5になるところの準位です。つまりフェルミ準位よりも高い準位にも電子があるわけで、これらの電子が陽極に到達するかしない時が阻止電圧となるのではないかと思うのです。よって、Wは真空準位に対するフェルミ準位よりももっと小さく電子親和力なんかに近い値なのではないかと思うのですが違いますでしょうか?わかる方いましたらよろしくお願いします。

A 回答 (1件)

Wは仕事関数で固体表面から電子を取り出すのに必要なエネルギーという定義ですから,フェルミ準位とは定義が違います。



ただし,
フェルミディラックの分布
F(E)=1/(exp((E-ζ)/kbT)+1)
を計算してみればわかりますが,室温付近ではkbTは0.02eV程度です。
したがって,電子分布の広がりはきわめて少ないで,実験の精度内でフェルミ準位と仕事関数はきわめて近いと考えても良いとおもいますが・・・
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