💡 ヒント：光電効果

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

金属に光を当てると、ある条件下で電子が飛び出します。これが光電効果。ふしぎなことに、振動数（光の色）が低いと、どんなに強い光（明るい光）を当てても電子は1個も出ません。逆に振動数が十分高ければ、弱い光でも瞬時に電子が出ます。

「光は単純な波ではなく、エネルギーのつぶつぶ（光子）」という見方をすると説明できます：1個1個の光子のエネルギーが、電子を引きはがす最低エネルギー（仕事関数）を超えないと電子は出てこない、という発想です。

✏️ 求めるもの

光電効果が起きるかどうかの条件と、出てきた電子の最大運動エネルギー \(K_0\) を表す式。光の波動説では説明できず、光子（粒子）描像が必要であることを理解する。

🔬 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. 波動説で説明できない点を整理：限界振動数の存在／瞬時放出／強度に依存しない \(K_0\) — この3つが波動説の予測と矛盾する
  2. 光子描像で説明：「電子1個に光子1個が当たる」と考えると、光子1個のエネルギー \(h\nu\) が \(W\) を超えれば電子が出る
  3. エネルギー保存：受け取ったエネルギー \(h\nu\) のうち \(W\) を引き出しに使い、残りが運動エネルギー \(K_0\) になる
  4. 強度との対応：強度を上げる＝光子の数を増やす。だから出る電子の数は増えるが、\(K_0\) は変わらない
注意

「光を強くすればどんな振動数でも電子が出る」と勘違いしないこと。振動数が決定的で、強度は数を変えるだけ。\(W\)（仕事関数）は金属の種類によって決まる定数で、光の振動数や強度には依存しない。