高校物理

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5分で解ける!光電管に関する問題

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5分で解ける!光電管に関する問題

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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4 練習 全部

解説

これでわかる!
練習の解説授業
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光電管に光を当てたときの電流Iと電圧Vの関係をグラフに表した問題です。

グラフから読み取れる2つの重要ポイント

高校物理 原子4 練習 (1)の問題文

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光電管の問題を解くときは、 グラフから読める2つの重要ポイント をあらかじめ求めておきましょう。まず 光電流の最大値I0 から 1[s]間に飛び出す電子の数n が式で表せます。
I0=en
でした。

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さらに、電流が0になる電圧が−V0であることから、 運動エネルギーの最大値Kmax もわかります。電子の力学的エネルギー保存に注目して、
Kmax=eV0
です。

高校物理 原子4 練習 (1) 2つの図と解答1行目

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問題では、光電子の速さの最大値vmaxが問われていますね。
Kmax=(1/2)mvmax2=eV0
をvmaxについて解けばよいですね。

(1)の答え
高校物理 原子4 練習 (1) 解答

光の強さが半分になると変化するものは?

高校物理 原子4 練習 (2)の問題文

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振動数が一定 であれば、 運動エネルギーの最大値は変わらない ですね。運動エネルギーの最大値によって-V0の値が決まるので、グラフの -V0の位置 は変わりません。

高校物理 原子4 練習 (2) 解答左端全て

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光の強さを半分 にするということは、 光子数を半分にする 、つまり 電極bから飛び出る光電子の数が半分になる ということです。I0=enから 光電子の数と電流は比例関係にある ため、I0が半分になるグラフが正解ですね。

(2)の答え
高校物理 原子4 練習 (2) 解答
光電管
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