• ベストアンサー

蛍光実験

またどうもわからないことがあって、いろいろ調べたのですが…。 蛍光実験ではWせんではなく金線や銅線を使うと、電流をいくら流しても蛍光しないそうなのですが…。 この理由がわかりません。 (蛍光実験というのは、(蛍光塗料がついた銅板と金属線が入っている真空装置の中で)金属線に電流を流して、そこに銅板に高電圧をかけて、金属線から出た電子を銅板のほうに加速させて、蛍光塗料の電子を励起させ光を出すという実験です)たぶん、金属線から電子が飛び出さないということなのでしょうが…。 どのようなものを調べたらいいのでしょうか? 理科年表を調べているのですが…。 教えてください。お願いします。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • mikeyan
  • ベストアンサー率41% (19/46)
回答No.1

材料に電流を流すと、ジュール熱による熱エネルギーによって、 材料のもつ仕事関数(簡単に言うと材料から飛び出すのに必要なエネルギー)より大きなエネルギーの電子が熱電子として真空中に出てきます。 つまり、仕事関数の小さなものほど熱電子が出易いことになります。 金や銅でも仕事関数に応じた程度の熱電子は出ると思いますが、タングステンよりもかなり融点が低いので、その前に溶けてしまうからだめなんですかねえ?

その他の回答 (1)

  • Massy57
  • ベストアンサー率39% (242/615)
回答No.2

ANo.1のお答えを補足します。仕事関数を調べてみますと、Wで4.55eV、Auで5.1eVとなっています。Wフィラメントから熱電子が放出される温度は2700Kとのことなので、これより仕事関数の大きいAuならば2700Kよりも高温でなければ熱電子の放出はないはず。Auの融点をこえるため、Au線からの熱電子の放出はあり得ないようですね。高電界をかけてむりや電子を引き出すといった方策がとれるかの知れません。

imatyann
質問者

お礼

まとめてお礼を記入します。 何回も懇切丁寧な説明ありがとうございました。 非常によくわかり納得できました。 物理はおもしろいですね。

関連するQ&A

  • 蛍光実験について

    僕は今、蛍光実験をしているのですが、それでわからないことがあるので、どなたか教えていただけないでしょうか? W線と、Cu板に蛍光塗料がぬってあり、W線には電流を流し、銅板には高電圧をかけれるようになっています。(W線と銅板は同じ真空状態を維持できる実験装置に入っており、Cuには電圧だけをかけれるようになっていて、W線には電流を流して発光するようになっています) 僕の理論では、W線に電流をかけると発光して、電子が飛び出し、これが蛍光塗料にあたって、電子を吸収し、その分子・イオンが電子励起され、ふたたび光を放出して基底状態にもどるので蛍光するのだと思っています。 だから、W線に一定以上の強さの電流を流さないと蛍光が光らないのは電子の量が足りないからだとおもうのです。 しかし、実際には銅板のほうにも1000Vぐらいの高電圧をかけないと蛍光塗料が光らないのはなぜでしょうか?  どなたか教えてください。お願いします。

  • ボルタ電池の思考実験

    ボルタ電池というのを習いました (1)希硫酸が入った1つの容器に亜鉛板と銅板を入れそれぞれの金属板を銅線で結ぶと銅線に電流が流れるようです そこで考えたのですが (2)希硫酸が入った二つの容器にそれぞれ亜鉛板と銅板を入れ銅線で結んだ場合銅線に電流は流れるのでしょうか? それぞれの金属板で起こる化学反応式は(1)の時と同じなので電流は流れると思うのですが実際電流は流れるのでしょうか? よろしくお願いします

  • 金属光沢と蛍光の違いは?

    金属光沢は自由電子による励起光だと聞きました。 だとすると、同じく励起光である蛍光物質の蛍光 とは何が違うんでしょうか?

  • 蛍光灯の蛍光体

    蛍光灯(水銀灯)では水銀蒸気が加速された熱電子に励起され紫外線が発生し、蛍光体に当たり二次的に可視光が出てるんですよね?そこで何で可視光は連続スペクトルになるんですか?(はろりん酸カルシウムとか)

  • フランクヘルツの実験

    フランクヘルツの実験 フランクヘルツの実験で加速電圧を変化させ、加速電圧とプレート電流の関係を調べました。 ここで、第一励起エネルギーを求めるためプレート電流のピーク間の電位差を測ったのですが 課題で「第1、第2、第3、・・のピークの間隔は必ずしも一致しないが、その違いは電子の見かけ上のエネルギースペクトルが、加速エネルギーによって変化することによる。その理由を考えよ。」とありました。 結果ではピーク間の電位差はだんだん増えていっているのですが エネルギースペクトルが加速エネルギーでどう変化するのかわかりません。 理由とともに教えていただけるとたすかります。 よろしくお願いします。

  • フランク・ヘルツの実験

    フランク・ヘルツの実験をおこないました。 実験データを加速電圧を横軸に、プレート電流を縦軸にとりグラフをおこすと極大値を4つ持つ曲線となりました。 理論には加速電圧が励起エネルギー毎に極大値がでるあとありましたが、それは同じエネルギー準位のところで、原子が励起されるということを表していると考えていいのですか?? なぜ毎回同じ準位で励起がおこるのでしょうか?

  • 電流と電子について

    ガテゴリーが間違っていましたらごめんなさい。 たとえば、銅線に電気を流したとします。 電流は、+から-へ流れ 電子は、-から+に移動(流れる?)すると 習いました。これは、電流が流れるから電子が移動させられて いるのでしょうか?(電子が移動するから電流が流れるのでしょうか?) エネルギーは、電流が持っている?それとも電子? 蛍光灯なんかも電流が真空状態の中を流れているのでしょうか? 非常に初歩的な質問で ごめんなさい。 どうか ご教授宜しくお願いします。

  • 電球と蛍光灯は、何故明るくなるの?

    蛍光灯は、確か中学の理科の真空放電の単元で、蛍光灯の原理を習ったように記憶しています。 ガラス管の中を低圧にすると、電子がマイナス極から出てプラス極に移動するという内容なのですが、何故蛍光灯が明るくなるのか、という話を忘れてしまいました。 また、電球なのですが、これは何故明るくなるのでしょうか? よろしくお願いします!!

  • 理科年表に載っている重力加速度の測定法について

    大学の学生実験で重力加速度を求めました。しかし理科年表のそれとはかなり異なるものになってしまいました。そもそも実験とは誤差を含むもののはずです,   では理科年表うではどのようにして測定した値を載せているのでしょうか? それとも測定はしておらず計算から求めた値を使っているのですか? 理科年表の重力加速度測定法について知っている方がいればご教授ください。

  • 交流の周波数をX線なみの周波数にしたら?

    紫外線やX線などの周波数の高い電磁波を金属に当てると、光電効果が起こり金属から電子が飛び出します、それは、紫外線やX線などの電磁波には粒子性があり、その粒子性が光電効果の原因の一つであると思いますが、 ところで、『交流電流』も『電磁波』も周波数を持ち、そして変動する電場により金属の電子をゆらゆらと揺さぶる働きがあるという点でとても類似していると思うのです、そこで、もし、『交流電流』の周波数を紫外線やX線と同じくらいの周波数まで高めたとしたら、紫外線やX線と同じくらいの周波数で銅線内の電子がゆらゆら揺さ振られる結果になるのだから、その交流電流が流れる銅線の電子に光電効果のようなことが起きて、銅線から電子が飛び出たりするのでしょうか? それとも、いくら紫外線やX線と同じくらいの周波数の交流電流で銅線の電子を揺さ振っても、交流電流には電磁波のような粒子性が存在しないので、光電効果のようなことは起きず、銅線から電子が飛び出すことはないのでしょうか? ※紫外線やX線と同じくらいの周波数の交流電流が作れるか疑問ですが、思考実験として、その疑問に関しては無しでお願いします。 あくまでも、紫外線やX線と同じくらいの周波数の交流電流があったら銅線に光電効果は起こるのか?という質問です。