💡 ヒント：光電効果の実験

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

光電効果の実験では、ある振動数 \(\nu\) の光を金属に当て、出てきた光電子が止まる電圧（阻止電圧 \(V_0\)）を測ります。この \(V_0\) から最大運動エネルギー \(K_0 = eV_0\) が得られます。光電効果の式 \(K_0 = h\nu - W\) と組み合わせれば、仕事関数 \(W\) と限界振動数 \(\nu_0\) を芋づる式に求められます。

順序は (1) \(K_0\) を阻止電圧から → (2) 仕事関数 \(W = h\nu - K_0\) → (3) 限界振動数 \(\nu_0 = W/h\)。

✏️ 求めるもの

(1) 阻止電圧 \(V_0\) からの最大運動エネルギー \(K_0\)、(2) 仕事関数 \(W\)、(3) 限界振動数 \(\nu_0\) をそれぞれ計算する。

🔬 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. (1) 最大運動エネルギー：阻止電圧 \(V_0\) を測れば \(K_0 = eV_0\) で求められる
  2. (2) 仕事関数：光電効果の式 \(K_0 = h\nu - W\) を変形して \(W = h\nu - K_0\) に代入
  3. (3) 限界振動数：\(W = h\nu_0\) の関係から \(\nu_0 = W/h\)
  4. 必要なら波長へ：\(\lambda_0 = c/\nu_0\) で限界波長を出す
注意

3 つの量（\(K_0\), \(W\), \(\nu_0\)）はすべて同じ式 \(K_0 = h\nu - W\) と \(W = h\nu_0\) でつながっている。順番に求めるのがコツ。単位は eV と J を混ぜないこと（一方に統一）。\(K_0 < 0\) になるなら「光電効果は起きていない」ので、その振動数では計算自体が成り立たない。