令和2年度 電験3種 理論 問12の過去問解説

令和2年度 電験3種 理論 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$Q\left[\mathrm{C}\right]$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。

解答・解説

正解(5)

紫外線を照射すると電子が放出する現象を光電効果といい、本問は光電効果に関する選択問題となっています。

(1)誤り

光電効果は電子に対して生じる現象なので、正電荷である可能性はありません。

(2)誤り

エネルギーが小さくても紫外光であれば箔は閉じます。

(3)誤り

上部電極の温度をほとんど上昇させていないので、熱電子は吸収されていません。

(4)誤り

可視光を照射しても特に変化は生じていません。

(5)正しい

光電効果そのものの記述です。

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