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光電効果について

光電効果について 光電効果は昔習ったことがあります。 ただし深く考えず鵜呑みにしました。 最近になって文献を読みなおし、疑問が沸き ました。 まず、光電効果では金属に光を照射したとき飛 び出す電子の運動エネルギーは照射する光の 「波長」に依存する。 「波長」と言っているのでひとまず光を「波」と 見ている。 一方 光をE=hvのエネルギーをもつ粒子と見 なせばこの現象が説明できる。 その後、光の波は位置的確率分布の波であ ると判った。(電子も同様) つまり光子の位置的確率分布の波が電子の 運動エネルギーに関与している。 また光子は質量が0なので、E=1/2mc^2=0 で速度Cの運動量はあるが運動エネルギーは 無い。 つまり関与できない。 では、直接電子の運動エネルギーに変換でき る光のポテンシャルエネルギーは何か?と考え ると光子の位置の確率的変化可能性(一種の 位置エネルギー)ということでしょうか? つまり光子が位置の確率的変化エネルギーを失 って電子の運動エネルギーになる? 以前の質問で、磁場中の磁性体は質量と重力 に関係なく位置エネルギーをもつことが判った ので同様かな?と思いました。

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  • 回答No.1

>その後、光の波は位置的確率分布の波であると判った。 光は実体として電場と磁場の波でもあります。 >また光子は質量が0なので、E=1/2mc^2=0 >で速度Cの運動量はあるが運動エネルギーは >無い。 つまり関与できない。 光子は光速で飛ぶので相対論の式を使う必要があります。 相対論的な運動エネルギーは E = √[ (mc^2)^2 + (pc)^2 ] で、光子の場合はm=0, p=h/λなので E = pc = hc/λ=hν 他の質問で他の方も書かれていたと記憶していますが、 自己流で考える前に、きちんとした教科書で学ばれる事をおすすめします。

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質問者からのお礼

ご回答ありがとうございました。 光子の運動エネルギーの式にニュートン 力学の式を使ってしまったのは完全に間 違いでした。 ご指摘ありがとうございまし た。  ただ..光子におけるE = pc = hc/λ=hν はいろいろ調べましたが「運動エネルギー」 とは言わないようなのです。 そのような解説も見あたりませんでした。 調べ方がまずいのか?どこかにありますか? (あるいは運動エネルギー相当と言えるので しょうか?) また、光電効果の波長について電磁波と見た 場合の波長なのか光量子として位置の確率 的な波として見た場合を想定しているのか? も記述が無いのです。(多分前者?) しかしどちらと見ても同じ結果でないと... で、位置の確率的な波として見た場合はこう いうことが起こっているのかな?という疑問で した。 その場合の解説が何かの教科書や 文献にありますでしょうか? ありがとうございました。

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  • 回答No.3
noname#118073
noname#118073

>では、直接電子の運動エネルギーに変換できる光のポテンシャルエネルギーは何か?と考えると光子の位置の確率的変化可能性(一種の位置エネルギー)ということでしょうか? 参考物件 雷雲の静電気発生の粒子衝突によるイオン生成効果(II):3種の雷の共通した電荷発生機構 http://ir.lib.muroran-it.ac.jp/dspace/handle/10258/418 雷雲の静電気発生の粒子衝突によるイオン生成効果(I) : 一つの有効な物理的効果の提案とその信頼性の確認 http://ir.lib.muroran-it.ac.jp/dspace/handle/10258/417 雷雲電荷発生機構 : 霰の電荷符号逆転の謎 http://ci.nii.ac.jp/naid/110001813015 これらの論文からある一点が見受けられる。それは、地球磁場(重力子)が地面から伸び空気中の成分、窒素や酸素などの気体から陰子(電子)を剥離させ、電離層で反射(光電効果)し地面へと戻りながら剥離させた電子を再結合させ、剥離→結合→剥離→結合・・・・・を無限に行っている。これを電子雪崩と言う。 化学から引用しています。 電子雪崩は少ない電力でも可能な為、タイムマシンの表面が発光する現象もこれである程度説明が出来るかと思われます。 >直接電子の運動エネルギー これは、電気力線の陰子と陽子ではないどだろうかと考えています。 http://nippon.zaidan.info/seikabutsu/2002/00401/contents/001.htm

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質問者からのお礼

ご回答ありがとうございました。 残念ながら質問の趣旨との関連が見出せません が... タイムマシンも今のところ原理的に不可能と思っ ています。

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