💡 ヒント:光子のエネルギー

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

光は連続した波というだけでなく、エネルギーのつぶつぶ(光子・フォトン)の集まりとしての性質ももちます。1個の光子のエネルギーは「振動数」だけで決まり、振動数が高い光(紫外線)ほどパンチがあって、振動数が低い光(赤外線)ほどパンチが弱い、というイメージです。

「光をたくさん当てる(明るくする)=光子の数を増やす」、「振動数を上げる=1個1個のエネルギーを上げる」という違いが鍵。

✏️ 求めるもの

振動数 \(\nu\)(または波長 \(\lambda\))の光に対する光子1個のエネルギー \(E\)。単位は J(ジュール)または eV。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 与えられた量を確認:振動数 \(\nu\) で与えられたか、波長 \(\lambda\) で与えられたかをチェック
  2. 使う公式を選ぶ:振動数なら \(E = h\nu\)、波長なら \(E = \dfrac{hc}{\lambda}\)
  3. 数値の単位を統一:\(h\) は J·s、\(\lambda\) は m に揃える(nm を使うなら \(10^{-9}\) m に変換)
  4. eV 換算(必要なら):1 eV \(= e \times 1\) V \(= 1.6 \times 10^{-19}\) J で割る
注意

波長で与えられた場合に \(E = h\lambda\) としないこと。波長と振動数は反比例するので、\(E = hc/\lambda\) のように \(c\) が入る。J を eV に変えるときは「1.6 \(\times\) 10⁻¹⁹ で割る」、その逆は「掛ける」。