Physic Labs

問題 3

波長 λ=400\lambda=400 nm の単色光を、仕事関数 W=2.00W=2.00 eV の金属表面に照射する。hc=1240hc=1240 eV nm、電子の電荷の大きさを ee とし、十分な強度で光電子はあらゆる方向に放出されるとする。(a) 光子エネルギーと光電子の最大運動エネルギーを計算せよ。(b) 光電子が集電極に到達しないようにする阻止電圧を求めよ。(c) 同じ金属で光電効果を起こす最長波長を計算せよ。(d) 光を λ=300\lambda=300 nm に変えたときの新しい最大運動エネルギーを求めよ。
Eγ′=1240300=4.13 eV,Kmax⁡′=4.13−2.00=2.13 eVE'_\gamma=\frac{1240}{300}=4.13\ \mathrm{eV},\quad K'_{\max}=4.13-2.00=2.13\ \mathrm{eV}
problems.proof.analysis

波長が短いほど光子の周波数とエネルギーは大きい。同じアインシュタイン式を適用すると、WW が変わらないため最大運動エネルギーは増加する。