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光電効果 (実験)
どの教科書にも,光電効果の話は載っています。図入りの場合もあります。
果たして本当に光電効果を観察できるのでしょうか。
●準備物
蛍光灯スタンド,蛍光灯,殺菌ランプ(2,000円程度),はく検電器,亜鉛板,銅板,ガラス棒と絹布,エボナイト棒と毛皮,金属タワシ,手袋,サングラス(UVカット)
光の拡散を防ぐため,アルミホイルでカバーを作る。
●実験方法
(1)亜鉛板と銅板を金属タワシでよくみがいておく。
(2)はく検電器の上に亜鉛板または銅板を置く。不安定な場合はクリップなどでしっかりとめる。
(3)はく検電器全体をプラスまたはマイナスに帯電させる。
(4)蛍光灯または殺菌ランプの光を当てる。
(5)はくの開きを観察する。
(6)下の表に実験結果を記入する。
蛍光灯の光 | プラスに帯電 | マイナスに帯電 |
銅板 | ||
亜鉛板 |
殺菌灯の光 | プラスに帯電 | マイナスに帯電 |
銅板 | ||
亜鉛板 |
●結果の整理
この8通りの実験で,はくが閉じるのはただ1つです。
次の動画を見て下さい
アップル・クイックタイム形式 ウィンドウズ・メディアプレーヤー形式
殺菌灯の光を当てる前(金属板は亜鉛を使用)動画より切り出した写真です。
殺菌灯の光を当てているところ(はくが閉じつつあります)動画より切り出した写真です。
この実験をしておくと,仕事関数のことや光電子のこと,光量子説のことを理解しやすくなります。
●殺菌ランプについて
パッケージに下の表な表示があります。従って,実験では手袋とサングラスが必要です。
さらに,紫外線を直接見ないよう,アルミホイルで覆いをしておきます。
→ 拡大写真 →
●雑感
上の写真のような蛍光灯スタンドがなかなか手に入りにくくなってきているような気がします。電気屋の照明器具売り場をよく観察すると,インバータ内蔵で,蛍光管がU字型のスタンドが圧倒的に多いです。
●お礼
この実験は信州大学の川村先生に教えて頂きました。