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光電効果の性質を調べるための実験装置

光電効果の性質を調べるための実験装置

光電効果の性質を調べるための実験では、真空のガラス管内に光電効果の大きい電極と、小さい板や線で出来た電極を置いた光電管というものが使われます。

光電効果の大きい電極をK、もう1つの電極をPとします。2つの電極に加える電圧の向きを変えることにより(どちらの電位を正にするかを変えることにより)、光電子の数を求めたり、光電子の運動エネルギーの最大値を求めたりすることができます。


Pの電位が正、Kの電位が負となるように電圧を与えるとします。

Kに光を当てると光電効果により光電子が飛び出しますが、光電子は負電荷を持っているので、正の電位であるPに引かれていきます。Pに集まった光電子は光電流として流れます。

光電流の大きさは単位時間あたりの光電子の数に比例しているので、光電流の大きさを調べることにより光電子の数がわかります。


Pの電位が負、Kの電位が正となるように電圧を与えるとします。

Kに光を当てて光電子が発生したとき、光電子には反対向きの静電気力が働きます。

しかし、光電子は初速度を持って飛び出すので、PK間の電圧が小さいときには一部の光電子はKに盗撮して光電流が流れます。

PK間の電圧を大きくすると、光電子はPに到達する前に運動エネルギーが0になり、Kに戻ることになります。この場合光電流は流れません。


上記のことを踏まえ、Kに当てる光の強さ(振幅)や振動数を変えて光電流を調べれば、光電効果の性質を調べることができます。
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