光電効果

🧠 光電効果photoelectric effect 光電効果（photoelectric effect）photoelectric effect（光電効果） は、物質が光子を吸収して電子を放出する現象で、エネルギー量子化energy quantization エネルギー量子化（energy quantization）energy quantization（エネルギー量子化） を示す。

光子吸収と電子放出

1光子のエネルギーが仕事関数 work function 仕事関数（work function） work function（仕事関数） を超えると電子が放出され、余剰エネルギーexcess energy 余剰エネルギー（excess energy）excess energy（余剰エネルギー） が最大運動エネルギー maximum kinetic energy 最大運動エネルギー（maximum kinetic energy） maximum kinetic energy（最大運動エネルギー） になる。

flowchart TD
  A["光子吸収"]
  B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='work function'>仕事関数</span>を克服"]
  C["電子が<span class='jp-term jp-term-diagram' title='kinetic energy'>運動エネルギー</span>をもって放出"]
  A --> B
  B --> C

アインシュタインの光電方程式

強度intensity 強度（intensity）intensity（強度） は主に放出電子数、周波数は各電子の最大エネルギーを決める。

強度と周波数の役割

閾周波数threshold frequency 閾周波数（threshold frequency）threshold frequency（閾周波数） と阻止電位 stopping potential 阻止電位（stopping potential） stopping potential（阻止電位） は、光のエネルギー交換を光子で記述する必要性を示す。一方、光の波としての広がりは回折に現れる。

• 閾周波数threshold frequency 閾周波数（threshold frequency）threshold frequency（閾周波数） 以下では強度を上げても放出されない。
• 放出は古典波のエネルギー蓄積を待たず即時。
• 阻止電位stopping potential 阻止電位（stopping potential）stopping potential（阻止電位） から$K_{\max}$を測れる。

医学・測定への応用

光電子増倍管photomultiplier光電子増倍管（photomultiplier）photomultiplier（光電子増倍管）、光電検出器photoelectric detector光電検出器（photoelectric detector）photoelectric detector（光電検出器）、X線吸収に関係する。

光電効果photoelectric effect 光電効果（photoelectric effect）photoelectric effect（光電効果） は、ヨウ素化iodination ヨウ素化（iodination）iodination（ヨウ素化） 合物を併用した細胞へのX線エネルギー吸収の検討にも利用されている。¹²

まとめ

• 光電効果photoelectric effect 光電効果（photoelectric effect）photoelectric effect（光電効果） は、物質が光子を吸収して電子を放出する現象で、エネルギー量子化energy quantization エネルギー量子化（energy quantization）energy quantization（エネルギー量子化） を示す。
• 閾周波数threshold frequency 閾周波数（threshold frequency）threshold frequency（閾周波数） 以下では強度を上げても放出されない。
• 光電子増倍管photomultiplier光電子増倍管（photomultiplier）photomultiplier（光電子増倍管）、光電検出器photoelectric detector光電検出器（photoelectric detector）photoelectric detector（光電検出器）、X線吸収に関係する。