高校発展Chapter 24約9分
光電効果とド・ブロイ波
光の強さを増やしても電子は飛び出さない。振動数が大事。これが量子力学の出発点。
#光電効果#光子#ド・ブロイ#波動性#量子力学
つまり「光の強さじゃなくて振動数が効く」
古典論の予測：強い光を当てれば必ず電子が出るはず。
実験の結果：振動数が低いと強くても出ない。
アインシュタインの説明：光は光子という粒子でできている。
光電効果の式
W = 仕事関数（金属から電子を取り出すのに必要なエネルギー）
振動数が を超えないと電子は出ない。
光の強さを増やしても電子エネルギーは増えない（電子数が増えるだけ）。
ド・ブロイ波
電子にも波長がある：
電子線回折実験で証明。 電子が干渉縞を作る = 電子は波でもある。
不確定性原理
位置と運動量を同時に正確に測れない。これは測定の問題ではなく、自然の本質。
💡豆知識
光電効果のノーベル賞はアインシュタインに授与された（1921年）が、これは相対性理論ではなく「光電効果の発見と光の粒子性の理論的説明」に対してだった。相対性理論は革命的すぎてノーベル委員会が慎重になったとも言われている。
⚠よく間違えるところ
「光の強さを増やしても電子1個のエネルギーは変わらない」点が重要。光の強さ（intensity）= 光子の数×1光子のエネルギー。光子の数が増えると飛び出す電子の数は増えるが、1個の電子のエネルギー（= hν - W）は振動数νだけで決まる。光の強さは電子数に影響し、電子エネルギーには影響しない。
✓重要ポイント
まとめ
- 光電効果：Kmax = hν − W（振動数が重要）
- 光子エネルギー：E = hν
- ド・ブロイ：λ = h/p（粒子の波動性）
- 光の強さ→電子数、振動数→電子エネルギー
まとめ
- 光電効果：Kmax = hν − W（振動数が重要）
- 光子エネルギー：E = hν
- ド・ブロイ：λ = h/p（粒子の波動性）
- 光の強さ → 電子数、振動数 → 電子エネルギー
// quiz
確認問題
Q1.光電効果で飛び出す電子のエネルギーは何で決まるか？
Q2.ド・ブロイ波長 λ = h/p のpは何か？
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