問題 3

周波数

f=8.0\times10^{14}\,\mathrm{Hz}

の単色光を仕事関数

\phi=2.0\,\mathrm{eV}

の金属に照射する。

h=4.14\times10^{-15}\,\mathrm{eV\,s}

を用い、放出後のエネルギー損失を無視する。(a) 電子放出の有無。(b) 最大運動エネルギー。(c) 阻止電圧の大きさを求めよ。 (a) 第1の物理量を求めよ。(b) 第2の物理量を求めよ。(c) 最終結果を求め、単位を確認せよ。 (a (a) 放出条件を確認せよ。(b) 電子の最大運動エネルギー。(c) 阻止電圧と金属の限界周波数を求めよ。すべての量は問題文で指定された理想化の範囲内で扱い、必要な相互作用だけを考える。求めた値は記号式と数値の両方で示し、結果の方向、符号、単位が設定と一致することを確かめる。各小問では直前の関係式を利用し、独立した近似を追加しない。変数の単位は式の両辺で一致しなければならない。途中で得た中間量も次の設問の条件に使い、最終答では記号間の関係と数値の意味が判別できる形で示す。また、複数の法則を使う場合は各段階で成立条件を保ち、不要な未知量を残さないよう式を整理する。数値解だけでなく、求めた値が示す物理的意味も答えに含める。

problems.proof.stepOf

problems.proof.prevStep problems.proof.nextStep

f_0=\phi/h=4.83\times10^{14}\,\mathrm{Hz};\quad f>f_0

problems.proof.analysis

最後に数値を代入し、単位と極限の場合を確認する。符号と大きさはモデルおよび先の結果と整合する。