{
  "api_version": "v1",
  "publisher": {
    "name": "Manazoo",
    "url": "https://manazoo.com/"
  },
  "license": "All rights reserved（AI の参照・要約と出典リンクつきの引用は可。転載・再配布・販売は不可）",
  "terms_url": "https://manazoo.com/terms/",
  "disclaimer": "単元の並びは学習指導要領に沿って作り、年号や人物などの事実は公開データと照らし合わせています。誤りに気づいたら意見箱からお知らせください。確かめて直します。テストや受験の前には、教科書や先生の説明もあわせて確認してください。",
  "attribution": "事実データの一部は Wikidata（CC0）による。単元の構成は文部科学省「小学校学習指導要領」「中学校学習指導要領」「高等学校学習指導要領」（政府標準利用規約2.0）。",
  "kind": "entity",
  "slug": "photoelectric-effect-and-light-quantum-hypothesis",
  "name": "光電効果と光量子仮説",
  "entity_kind": "concept",
  "wikidata_qid": "Q83213",
  "wikidata_url": "https://www.wikidata.org/wiki/Q83213",
  "canonical_url": "https://manazoo.com/science/photoelectric-effect-and-light-quantum-hypothesis/",
  "api_url": "https://manazoo.com/api/v1/entities/photoelectric-effect-and-light-quantum-hypothesis.json",
  "course": {
    "slug": "physics",
    "title": "物理",
    "url": "https://manazoo.com/high/physics/"
  },
  "unit": {
    "slug": "electrons-and-light",
    "title": "電子と光",
    "url": "https://manazoo.com/high/physics/electrons-and-light/"
  },
  "period": null,
  "place": null,
  "summary_points": [
    "金属に光を当てると、振動数νがある値ν₀（限界振動数）以上のときだけ、光の強さに関係なく電子（光電子）が瞬時に飛び出す。これは光の波の理論では説明できなかった。",
    "アインシュタインは、光は振動数νに比例するエネルギーE＝hν（hはプランク定数）を持つ粒（光子）の集まりだと考えた（光量子仮説）。光子1個のエネルギーが電子1個にそのまま渡される。",
    "金属から電子を1個出すには仕事関数Wが必要で、光子のエネルギーhνのうち残りが光電子の運動エネルギーの最大値K₀になる：hν＝W＋K₀。K₀は阻止電圧V₀からK₀＝eV₀として求まる。"
  ],
  "facts": null,
  "key_points": [
    {
      "term": "光電効果",
      "note": "限界振動数ν₀以上の光を金属に当てると電子が瞬時に飛び出す現象"
    },
    {
      "term": "光量子仮説",
      "note": "光は振動数νに比例するエネルギーhνを持つ粒（光子）の集まり"
    },
    {
      "term": "光電効果の式",
      "note": "hν＝W＋K₀（W：仕事関数、K₀：光電子の運動エネルギーの最大値）"
    },
    {
      "term": "阻止電圧V₀",
      "note": "光電子を止めるのに必要な逆電圧。K₀＝eV₀でK₀が求まる"
    },
    {
      "term": "限界振動数ν₀",
      "note": "K₀＝0になる振動数。ν₀＝W/h（これより低い振動数では電子が飛び出さない）"
    }
  ],
  "summary": null,
  "causality": null,
  "timeline": [],
  "related": {
    "cause": [],
    "result": [],
    "people": [],
    "same_period_japan": []
  },
  "questions": [
    {
      "id": "q-photoelectric-threshold-frequency",
      "type": "input",
      "prompt": "仕事関数W＝6.6×10⁻¹⁹Jの金属に光を当てる。光電効果が起こる限界振動数ν₀はいくらか（プランク定数h＝6.6×10⁻³⁴J・sとする）。",
      "choices": null,
      "answer": "1.0×10¹⁵Hz",
      "accept": [
        "1.0e15",
        "1.0×10¹⁵Hz",
        "1.0×10^15",
        "1×10^15"
      ],
      "explanation": "ν₀＝W/h＝6.6×10⁻¹⁹÷6.6×10⁻³⁴＝1.0×10¹⁵Hz。",
      "entities": [
        "photoelectric-effect-and-light-quantum-hypothesis"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-photoelectric-max-kinetic-energy",
      "type": "input",
      "prompt": "仕事関数W＝6.6×10⁻¹⁹Jの金属に振動数ν＝1.5×10¹⁵Hzの光を当てた。光電子の運動エネルギーの最大値K₀はいくらか（プランク定数h＝6.6×10⁻³⁴J・s）。",
      "choices": null,
      "answer": "3.3×10⁻¹⁹J",
      "accept": [
        "3.3e-19",
        "3.3×10⁻¹⁹J",
        "3.3×10^-19"
      ],
      "explanation": "hν＝6.6×10⁻³⁴×1.5×10¹⁵＝9.9×10⁻¹⁹J。K₀＝hν−W＝9.9×10⁻¹⁹−6.6×10⁻¹⁹＝3.3×10⁻¹⁹J。",
      "entities": [
        "photoelectric-effect-and-light-quantum-hypothesis"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-photoelectric-stopping-voltage",
      "type": "input",
      "prompt": "光電子の運動エネルギーの最大値がK₀＝3.3×10⁻¹⁹Jのとき、この光電子を止めるのに必要な阻止電圧V₀はいくらか（電気素量e＝1.6×10⁻¹⁹C）。小数第2位を四捨五入して答えよ。",
      "choices": null,
      "answer": "2.1V",
      "accept": [
        "2.1",
        "2.1V"
      ],
      "explanation": "K₀＝eV₀より、V₀＝K₀/e＝3.3×10⁻¹⁹÷1.6×10⁻¹⁹≒2.1V。",
      "entities": [
        "photoelectric-effect-and-light-quantum-hypothesis"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-photoelectric-intensity-vs-frequency-effect",
      "type": "choice",
      "prompt": "光電効果で、限界振動数以上の光の強さ（振幅）を大きくしたときに起こることはどれか。",
      "choices": [
        "光電子1個あたりの運動エネルギーの最大値が大きくなる",
        "光電子は全く飛び出さなくなる",
        "限界振動数ν₀が小さくなる",
        "飛び出す光電子の数（電流）が増えるが、光電子1個あたりの運動エネルギーの最大値は変わらない"
      ],
      "answer": 3,
      "accept": [],
      "explanation": "光電子1個あたりのエネルギーは振動数νだけで決まり、光の強さは飛び出す光電子の数（電流の大きさ）を変える。",
      "entities": [
        "photoelectric-effect-and-light-quantum-hypothesis"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    }
  ],
  "sources": [
    {
      "label": "文部科学省「高等学校学習指導要領（平成30年告示）解説 理科編 理数編」p.76〜77",
      "url": "https://www.mext.go.jp/content/20250311-mxt_kyoiku02-100002620_05.pdf"
    },
    {
      "label": "コトバンク「光電効果」（デジタル大辞泉ほか）",
      "url": "https://kotobank.jp/word/%E5%85%89%E9%9B%BB%E5%8A%B9%E6%9E%9C"
    }
  ],
  "media": [
    {
      "src": "/media/photoelectric-effect-and-light-quantum-hypothesis/energy-balance-bar.png",
      "alt": "光子のエネルギーhνの帯グラフが、金属から電子を出すための仕事関数Wと光電子の運動エネルギーK₀の2つに分かれ、hν＝W＋K₀になることを示した図",
      "license": "オリジナル（コードで作図）",
      "author": "Asatte Studio（Manazoo）",
      "source_url": "https://manazoo.com/credits/",
      "section": "formula",
      "caption": "光子のエネルギーの配分（hν＝W＋K₀）"
    },
    {
      "src": "/media/photoelectric-effect-and-light-quantum-hypothesis/stopping-voltage-vs-frequency.png",
      "alt": "横軸に振動数ν、縦軸に阻止電圧V₀をとった直線グラフで、傾きがh/e、振動数軸との交点が限界振動数ν₀になることを示した図",
      "license": "オリジナル（コードで作図）",
      "author": "Asatte Studio（Manazoo）",
      "source_url": "https://manazoo.com/credits/",
      "section": "why",
      "caption": "阻止電圧V₀と振動数νの関係（傾きh/e）"
    }
  ],
  "status": "published",
  "placeholder": false,
  "updated_at": "2026-11-01"
}