令和2年(2020年) 電験三種 理論 問12
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問12
次のような実験を真空の中で行った。
まず，箔検電器の上部アルミニウム電極に電荷Q［C］を与えたところ，箔が開いた状態になった。次に，箔検電器の上部電極に赤外光，可視光，紫外光の順に光を照射したところ，紫外光を照射したときに箔が閉じた。ただし，赤外光，可視光，紫外光の強度はいずれも上部電極の温度をほとんど上昇させない程度であった。
この実験から分かることとして，正しいものを次の（1）～（5）のうちから一つ選べ
(1)電荷Qは正電荷であった可能性も負電荷であった可能性もある。
(2)紫外光が特定の強度よりも弱いとき箔はまったく閉じなくなる。
(3)赤外光を照射したとき上部電極に熱電子が吸収された。
(4)可視光を照射したとき上部電極の電気抵抗が大幅に低下した。
(5)紫外光を照射したとき上部電極から光電子が放出された。
答え (5)
中学校の理科の時間に、実験した記憶があります。最近は実験しないかもしれません。
そのときは、紫外線を照射していませんでした。
(5)紫外光を照射したとき上部電極から光電子が放出された。
が正しい。
電荷Q［C］を与えたところ，箔が開いた状態になったので、箔Qの電荷はここだけでは、正の電荷か負の電荷か分かりません。
赤外光、可視光を照射しても変化せず、紫外光を照射したときに箔が閉じたので、紫外線による光電効果によって光電子が飛び出し、箔検電器の負電荷が減ったということがいえます。また、光電効果は光の強度が小さくても起こります。
