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光電効果・仕事関数計算機(Photoelectric Effect)化学

光電効果・仕事関数計算機(Einstein Photoelectric Effect & 阻止電圧)

アインシュタインの光量子説に基づき、照射光波長(nm)および金属の仕事関数(Φ eV)から光電子最大運動エネルギー(KEmax eV)、阻止電圧(V0 V)、および限界閾値波長(λ0 nm)を算出します。

計算結果

光電子最大運動エネルギー(KEmax)

2.6eV

入力パラメータ

nm
クイック選択:
eV
クイック選択:

光電子最大運動エネルギー(KEmax)

2.6eV

阻止電圧(V0 V)

2.6 V

限界閾値波長(λ0 nm)

525.36 nm

光子エネルギー E

4.96 eV

光電効果発現成立:入射光子エネルギーが金属表面の仕事関数(E > Φ)を確実に凌駕しており、過剰エネルギー分が光電子の運動エネルギーとして即座に放出されます。

光子エネルギー対仕事関数・光電子運動エネルギー比較

光子エネルギー E
4.96 eV(66%)
運動エネルギー
2.6 eV(34%)

本ツールは量子物理学・光エレクトロニクス(Photoelectron Spectroscopy)解析モデルに基づきます。

計算方法と根拠

アインシュタインの光電方程式:KEmax = E_photon - Φ。入射光子エネルギー:E = 1239.84 ÷ λ(nm) [eV]。仕事関数 Φ(金属特有の束縛エネルギー)。E < Φ では光電放出不発生(KEmax=0)。阻止電圧(ストッピングポテンシャル):V0 = KEmax(V)。限界閾値波長:λ0 = 1239.84 ÷ Φ(nm)。

よくある質問 (FAQ)

波動説では光の強さ(照度)を強めればエネルギーが蓄積されて電子が飛び出すと予言されましたが、実験では限界振動数未満の光はいかに強力に照射しても電子が1個も放出されず、光子1個の個別衝突(光量子)であることが判明したためです。

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