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物理 高校生

この大問の2、3、4が分からないので教えてください。

時限 6 光電効果に関する次の文章を読み,下の1~4に答えよ。 【思考 判断·表現) 図1のような装置で光電効果の実験を行った。実験では, 赤, 桜,緑,青の4色のフィルターを使用した。 これらのフィルターは, 表に示す波長入 [m] の光のみを通すものとする。実験の結果,電圧計で測定された 電圧 V[V) と,電流計で測定された光電流I [A]の間に図2のような関係が得られた。光の速さを c=3.0×108 [m/s), 電気素量を e=1.6×10-19 [C] とする。 数値は有効数字2桁で答えよ。 1 表に示す波長入 [m] の光の振動数 v フィルター 入 [m) v [Hz) Ev (V) [Hz]を求め,(a)に適する数を入れよ。 赤 6.1×10-7 4.9×104 2 光電管に当てた光の振動数がv [Hz) 5.6×10-7 5.4×104 のとき,陰極から放出される光電子の 緑 4.8×10-7 速さの最大値を [m/s] とする。 青 4.3×10-7 7.0×10'4 1 -mur? を満たす電圧 Ev [V] を 2 eEv= 図2より求め,(b)~(e) に適する数を入れよ。m [kg〕 は電子の質量である。 3 表の結果を用いて, v [Hz]と E, [V] の関係を解答用紙にかけ。 43のグラフから, プランク定数h [J·s] および実験で使用した光電管の陰極に使用されている物質の仕事 関数 W [eV] を求めよ。ただし,1 [eV] は1.6×10-19 [J] とする。 図1 図2 光電管 ×10-6 120 光 源光 陽極 光電子 陰極 100 80 A 電圧V フィルター 60 [A] 40 26 可変抵抗 20F 0 -2 -1.5 -1 -0.5 0 アース 電圧V(V] 青緑 澄赤 光電流 電池

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物理 高校生

最初の方だけでもわかる方いますか?教えてください。

1 以下の文幸において, 空欄(オ)ー(ク) を式で, () 0 (5 10 文字以内の言葉でそれぞれ埋めよ。ただし。 (ア)ー(ク) においては 0 ー6 ょせよまた, (ク)においては, =16x10 TO プランク定数ヵ=66X10『 (Js) 光の速さて=3.0X 10! (m/s) を用いよ。 実際の原子では, とり得る 内部エネルギーの値はと びとびである。1 番エネルギーの低 い状態 (エネルギー 五) を基底状態 次にエネルギーの低い状態 (エネルギー 巨)を励起状 能とよぶ。電子の衝突によって, 基底状態にあ る原子を励起状態にするためには, 電子の エネルギー 訪 は| オ | の不等式を満たさ なければならない。 原子の内部エネルギー状態を実験的に観測する ために, 図 1 のような実験装置を考え た。図で, 陰極Cから出た電子は, 陰極Cと 格子状の加速電極 G との間にかけた電圧 Y。 で加速され, 管内に満たされた水銀蒸気の中 を通過する。電子が電極 G の位置に到 達するまでに, 電子は複数回水銀原子と衝突するよ うに, 水銀蒸気の圧力が調節されて いる。 さらに, 陽極P と電極Gの間には, 電子の進行を妨げる向きに一定の電圧 Ys (05 V 得度) がかけられ, 陽極 P に到達する電子による電流 7p が電流計で測定される。 加速電圧 。を 0 から次第に増加させ, 『。>。 になると, 電子は次第に陽極P に集 まるようになる。最初のうちは, 電子が途中で水銀原子に衝突しても水銀原子を励起で きないので, 電極 G の位置まで進行した電子のエネルギー 玉。 は, [ カカ |である。 さらに 。 を増加させて 所 が (オ) の条件を満たすようになると, 衝突によって水銀 原子を励起したのちの電子のエネルギーは 戸/ に下がり, その差 一がは| キ |であ る。GP 間の減速効果を考えると,。 と 政/の間に[ ク |の関係が成り立つ場合には, その電子は陽極 P に到達できない。このため, 7,は減少しはじめ, ーリ。 曲線には極 大が現れる。さらに Y。を増加させると, 再び電子は陽極 P に到達し, 7。 は増加する。 験の結果, 図2のようにY。=4.9(V) と9.8Vでが極大をもつ曲線が得られ】 =4.9 (V) を越えると, 水銀蒸気から波長が| ケ ]m である紫外 の極大については, それが9.8 (V) で現れるこょ [ヨコ ] ために生じたと説明できる。こ、 ン

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