光電効果が分かりません。公式とかあるんですか。 以下の問題を解いて下さい。 1)金属に入射する光の波

光電効果が分かりません。公式とかあるんですか。

以下の問題を解いて下さい。

1)金属に入射する光の波長を小さくして行った時、波長が300nmになった時に電子の放出が確認された。この金属の仕事関数はいくらか？単位eVで答えよ。

2)前問で入射する波長が250nmときに放出される電子の運動エネルギーの最大値はいくらか？単位eVで答えよ

3)エネルギー3.0eVの光子が毎秒5.0×10^14個の割合で入射している。これは何μWに相当するか？

よろしくお願いします。

No.3 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2017/01/16 23:05

No.1です。

まだ理解できていませんか？

1) 波長が300nm → 光速は 3.0 * 10^8 m/s なので振動数は ν = 1.0 * 10^15 Hz
　従って光のエネルギーは
　　E = hν = 6.626 * 10^(-34) (Js) * 1.0 * 10^15 (1/s) ≒ 6.6 * 10^(-19) (J)
これ以下の波長、つまりこれ以上のエネルギーで電子が放出され始めたので、金属の仕事関数は
　　W = 6.6 * 10^(-19) (J)　　　　①

2) 波長が250nm → 光速は 3.0 * 10^8 m なので 1.2 * 10^15 Hz
　エネルギーは
　　E = hν = 6.626 * 10^(-34) (Js) * 1.2 * 10^15 (1/s) ≒ 8.0 * 10^(-19) (J)　　②

①と②の差が電子の運動エネルギーの最大値なので
　　Ek = 8.0 * 10^(-19) - 6.6 * 10^(-19) = 1.4 * 10^(-19) (J)
1 eV = 1.6 * 10^(-19) J なので
　　Ek = 1.4 * 10^(-19) / [ 1.6 * 10^(-19) ] ≒ 0.9 (eV)

3) これは単なる単位換算の問題かな？
　　Ep = 3.0eV * 5.0×10^14 (1/s) = 1.5 * 10^15 (eV/s) = 2.1 * 10^(-4) (J/s)
1 W = 1 J/s なので
　　Ep = 2.1 * 10(-4) (W) = 210 (μW)

計算違いしているかも（特に桁数）。検算してください。

No.2 回答者： tknakamuri 回答日時： 2017/01/13 06:48

基礎を学びましょう。

http://www.ravco.jp/cat/view.php?cat_id=5851&PHP …

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2017/01/12 22:10

光は波動であることはご存知ですね？

では「光のエネルギー」はどのように決まりますか？　光の強さ（波の振幅）を大きくすれば、エネルギーが大きくなりますか？

光電効果は、この疑問に答える現象です。
光のエネルギーは、「振幅」ではなく「振動数」で決まります。

「公式」ではなく、そういう「光の性質とは何か？」ということから理解してください。
こんな動画でどうですか？