[일반물리실험] 광전효과 현상

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[일반물리실험] 광전효과 현상
[일반물리실험] 광전효과 현상

1.실험목적

광전효과 현상을 이해한다. 또한 광전효과 현상을 설명한 광량자설을 이해하고 플랑크
상수(Planck constant)를 측정한다.

2.광전효과 이론

어떤 물질이 복사 에너지를 흡수했을 때 그 물질로부터 하전입자가 방출되는 현상.
광전효과는 보통 금속 표면에 빛을 쪼였을 때 금속 표면에서 전자가 튀어나오는 현상을 말한다. 넓은 의미로는 복사 에너지가 가시광선·자외선·X선·감마선 영역이고 물질이 고체·액체·기체이며, 방출된 입자가 전자나 이온(대전된 원자 혹은 분자)인 경우도 포함된다.

광전효과는 1887년 독일의 물리학자 하인리히 루돌프 헤르츠가 발견했다. 그는 자외선을 쪼임으로써 주어진 금속전극들 사이에서 방전현상이 일어날 수 있는 최저전압을 변화시킬 수 있다는 것을 관찰했다. 19세기 말엽, 음극선(희박한 기체상태에서 전기방전에 의해 생성됨)은 전기적으로 각각 음의 전하를 갖고, 전자라고 하는 불연속적인 입자들로 이루어졌다는 것이 입증되었다. 1900년 독일의 물리학자 필리프 에드바르트 안톤 레나르트는 금속 표면에 빛을 쪼였을 때 금속에서 나오는 전하를 연구한 결과, 그 전하들이 음극선에서 관찰된 전자들과 동일한 것이라는 결론을 내렸다. 더 나아가서 금속에서 자유로워진 전자가 흘러 발생시키는 전류(빛에 의해 발생하므로 광전류라는 이름이 붙었음)는 일정한 파장의 빛을 쪼일 경우 빛의 세기에 비례한다는 것도 발견했다. 1902년에는 광전효과로 발생하는 전자의 최대 운동에너지는 빛의 세기에는 무관하고 진동수에 의존한다는 사실이 입증되었다.

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