高校物理

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5分で解ける!光電効果のエネルギー収支に関する問題

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5分で解ける!光電効果のエネルギー収支に関する問題

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この動画の問題と解説

練習

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高校物理 原子2 練習 全部

解説

これでわかる!
練習の解説授業
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光の振動数νと、飛び出る光電子の運動エネルギーKmaxとの関係について、グラフで表した問題ですね。

Kmax=hν-Wに代入

高校物理 原子2 練習 (1)の問題文

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光電効果のエネルギーの収支の式hν=Kmax+Wを変形すると、 Kmax=hν−W となり、運動エネルギーの最大値は振動数の1次関数となりますね。

高校物理 原子2 練習 グラフのみ 書き込みなし

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Kmax=hν−W の式に、グラフから必要な値を読み取って代入しましょう。まず、グラフはν軸の5.6を境として下が点線になっています。ν軸より上は運動エネルギーが正なので金属から光電子が飛び出ますね。逆に、ν軸より下は運動エネルギーが負なので光電子が飛び出ません。つまり、この 5.6は限界振動数ν0と対応 しています。

高校物理 原子2 練習 図 赤字の書き込み全てあり

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また仕事関数Wはグラフの切片に対応するので、 -W=-3.7 と読み取れますね。ただし、単位には注意しましょう。

(1)の答え
高校物理 原子2 練習(1) 答えすべて

プランク定数はグラフの傾きと一致

高校物理 原子2 練習 (2) 問題文

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次にプランク定数hを求めます。 Kmax=hν−W から、グラフの傾きと同じ値ですね。νが5.6×1014[Hz]進んだとき、Kmaxが3.7×10-19[J]増加するので、次のように求められます。

(2)の答え
高校物理 原子2 練習 (2)解答全て
光電効果のエネルギー収支
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