💡 ヒント:光電効果のグラフ

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

光電効果の式 \(K_0 = h\nu - W\) は、\(\nu\) を横軸・\(K_0\) を縦軸に取ると1次関数のグラフになります。傾きは \(h\)(プランク定数)、\(\nu\) 軸との切片は \(\nu_0 = W/h\)(限界振動数)です。

金属を変えても傾き \(h\) は変わりません(\(h\) は普遍定数)。変わるのは「グラフが横軸を横切る位置」(限界振動数)。すべての金属で平行な直線が並びます。

✏️ 求めるもの

\(K_0\)-\(\nu\) グラフの傾き・切片の物理的意味と、グラフから何を読み取れるか。プランク定数 \(h\) と仕事関数 \(W\) を測定する方法を理解する。

🔬 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. グラフの軸を確認:横軸は \(\nu\)、縦軸は \(K_0\)(または \(V_0\))。それぞれの単位に注意
  2. 傾きの意味:傾きはプランク定数 \(h\)。金属によらず共通
  3. 切片の意味:\(\nu\) 軸と交わる点が限界振動数 \(\nu_0\)。\(W = h\nu_0\) で仕事関数を読み取れる
  4. 金属の比較:金属が違うとグラフは平行に左右へ移動する。仕事関数が大きいほど右にずれる
注意

傾きは \(h\) で普遍的。金属を変えても変わらない(これがプランク定数の普遍性の証拠)。一方、切片(\(\nu_0\) や \(-W\))は金属固有。グラフの読み取りでは「切片=金属の性質」「傾き=光の本質(\(h\))」と区別すること。