Frank
こんにちは＜Frank＞です。
突然ですが、先般の自民党総裁選の結果を見て思ったことがこちら
です。
――A person who is not honest with themselves has no right to be
respected by others.（自分自身のことについて誠実でない人間
は、他人から重んじられる資格はない［アインシュタイン］）
総裁に選ばれなかった候補者のその後の態度を見た時、何故かこの
言葉が浮かびました。真摯に結果を受け入れられる人とそうでない
人と。
自己認識や内面的な誠実さが、他者からの評価や人間関係において
重要な役割を果たす。選挙に拘らず、すべてのことに共通するよう
な気がします。今後の私の学習でも真摯に向き合っていこうと思い
ます。
さて今回から＜原子物理学＞に入ります。私にとっては未知の世界
ですが楽しみです。
１．光電効果の重要な実験結果
光電効果は、金属に光を照射すると電子が放出される現象です。実
験結果として次のことが確認されています。
１）光の強度が強くても、光の周波数が一定の値（しきい周波数）
より低いと電子は放出されない。
２）光の周波数がしきい周波数を超えると、電子がすぐに放出され
る。
３）放出される電子のエネルギーは、光の強度ではなく、光の周波
数に依存する。
４）光の強度を強くすると、放出される電子の数は増えるが、電子
のエネルギーは増加しない。
２．アインシュタインの光量子仮説
アルベルト・アインシュタインは、1905年に「光量子仮説」を提唱
しました。この仮説では、光は波ではなく「光子」という粒子とし
てふるまい、１つの光子が１つの電子にエネルギーを与えると考え
ました。
光子1つのエネルギー 𝐸 は次の式で表されます。
𝐸 = ℎ𝜈
ここで、ℎ はプランク定数、𝜈 は光の周波数です。この仮説によっ
て、光電効果の実験結果を説明することができました。
３．光電効果の理論的説明
光電効果の理論は、アインシュタインの光量子仮説に基づいていま
す。光が金属に当たると、光子が金属中の電子にエネルギーを与え、
電子が金属から飛び出すには仕事関数（電子が金属表面を越えるた
めに必要なエネルギー）が必要です。
この過程は次の式で説明されます：
𝐸電子 = ℎ𝜈 − 𝜙
ここで、𝐸電子 は放出された電子の運動エネルギー、𝜈 は光の周波数、
𝜙（ファイ［phi］） は仕事関数です。この式は、光の周波数がしき
い周波数 𝜈0 より低い場合、電子が放出されないことを示しています。
４．光量子仮説の検証結果
アインシュタインの光量子仮説は、光電効果の実験結果によって検
証されました。特に次の観測が理論を支持しました：
１）光の周波数がしきい周波数以上の場合にのみ電子が放出される
こと。
２）放出される電子の最大運動エネルギーが光の強度ではなく周波
数に依存すること。
これにより、光が粒子として振る舞う性質を持つという仮説が確立
され、量子力学の発展に大きな貢献をしました。
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