アインシュタインの光電効果の実験とは? わかりやすく解説

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アインシュタインの光電効果の実験

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2021/09/28 15:27 UTC 版)

粒子と波動の二重性」の記事における「アインシュタインの光電効果の実験」の解説

詳細は「光電効果」を参照 1905年アインシュタインそれまで問題となっていた光電効果に対して説明与えた。彼はこの説明のために、光のエネルギー量子ある光子の存在仮定した光電効果では、金属に光を照射することにより、回路電流生じる。これは、光が金属から電子弾き出し電流流れたものだと推定された。しかし、暗い青色の光でも電流発生させるのに対し、強い赤色の光では電流を全く発生させないことが分かった波動説によると、光の波動振幅は光の強さ比例するとされ、強い光は必ず大きな電流発生させるはずである。しかし、奇妙なことに観測結果そうならなかった。 アインシュタインは、この難問対し電子離散的な電磁場光子呼ばれる量子)からエネルギー受け取ると説明したエネルギー量Eは光の周波数fと、次の関係式結び付けられるE = h f {\displaystyle E=hf\,} ここでhは6.626 × 10-34ジュール秒の値を持つプランク定数であり、十分高周波数光子のみが電子弾き出せることが分かる例えば、青色光光子金属から電子解放するのに十分なエネルギー持っているのに対し赤色光の光子十分なエネルギー持たない。より高い周波数光子は、より多く電子弾き出せるが、周波数基準以下だと、いくら強い光でも電子弾き出せないことが分かる光電効果は、アインシュタイン1921年度ノーベル物理学賞受賞受賞理由とされた。

※この「アインシュタインの光電効果の実験」の解説は、「粒子と波動の二重性」の解説の一部です。
「アインシュタインの光電効果の実験」を含む「粒子と波動の二重性」の記事については、「粒子と波動の二重性」の概要を参照ください。

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