« 葬儀の祭壇を考えてみる。 | トップページ | 神と悪魔(akuma)の関係を考えてみる。 »

光電効果は光子の質量の証拠か。

光電効果(Photoelectric effect)は、物質に光を当てたとき、その表面から電子が飛び出したり、内部に自由電子を生じたりして、電子が移動したり電流が流れたりする現象です。

 物質が光を吸収した際に物質内部の電子が励起されること、もしくはそれに伴って電子が飛び出したりするのでしょ?

ええ、光伝導や光起電力が現れることを指します。

光伝導(photoconduction)は、光導電とも表記されます。

 光伝導は物理、光導電は工学が好んで使いますよね。

光伝導は、内部光電効果と呼ばれる半導体や絶縁体に充分に短波長の光を照射すると、物質内部の伝導電子が増加する現象、またそれによって起こる電気伝導率が増加するなどの現象のことです。

光起電力効果(Photovoltaic effect)は、物質に光を照射することで起電力が発生する現象です。

励起された電子は、光電子と呼ばれます。

光電子が物質の表面から放出される外部光電効果(external photoelectric effect)と、光照射によって物質内部の伝導電子が増加する内部光電効果(internal photoelectric effect)に分けられます。

光照射によって増加する物質内部の伝導電子も、光電子と呼ぶのです。

単に光電効果という場合は外部光電効果を指す場合が多いが、内部光電効果も光センサなどで広く利用されます。

光電効果そのものは特異な現象ではなく酸化物、硫化物その他無機化合物、有機化合物等に普遍的に存在します。

光電効果は、周波数に飛び出す電子のエネルギーが比例するのです。

 周波数のエネルギーはまるで質量というか重量というか、って感じてしまうのですけど。

 光の速さは、周波数に無関係なはずよね。

 光速に向かって、お前は重力かって思わず突っ込みたくなる。

hν=mc²とすると、光の運動量、hν/c(hν÷cに同じ)が出ます。

hは、プランク定数です。

プランク定数はプランクが炉の光の色による温度観察問題に取り組んで見出した定数です。

 炉の光の色による温度観察問題、黒体輻射のことね。

プランク定数に触発されたアインシュタインによって、光量子の実在が明らかにされました。

 それが、光電効果ね。

ええ。

気体の原子や分子が自由電子を放出する光イオン化つまり光電離(photoionization)も広義の外部光電効果です。

また、光電効果には、電子のみならず、原子や分子が外部に放出される現象も含まれます。

hν=mc²で、νは光の振動数あるいは周波数、cは光速です。

そうなると、mは、光の質量なのか。

 振動数あるいは周波数のエネルギーには、原子や分子を動かす力まであるのね。

これは、光が無限に小さい質量を持っているということかも。

エネルギーと質量は同等、あるいは光速は比例定数と考えると、そうなる可能性もありえます。

光の周波数のエネルギーを質量とみても良いと言う議論は、アインシュタインのエネルギーと質量の同等式からいって、出てもおかしくないかも知れないですね。

 プラズマが宇宙の99,9%であることから、宇宙の質量の大半とされるダークマターとの関連があるかも。

プラズマ宇宙論では、ダークマターやダークエネルギーは出ないというのも、気になりますね。

|

« 葬儀の祭壇を考えてみる。 | トップページ | 神と悪魔(akuma)の関係を考えてみる。 »

科学」カテゴリの記事

天文」カテゴリの記事

物理」カテゴリの記事

重力」カテゴリの記事

プラズマ」カテゴリの記事

コメント

コメントを書く



(ウェブ上には掲載しません)




トラックバック


この記事へのトラックバック一覧です: 光電効果は光子の質量の証拠か。:

« 葬儀の祭壇を考えてみる。 | トップページ | 神と悪魔(akuma)の関係を考えてみる。 »