광전효과- h/e 실험

3.실험 원리 및 이론

*광전효과: 빛이 금속 물질에 부딪힐 때 전자가 튀어나오는 현상
고전적인 파동이론에 의하면 빛의 강도가 증가하면, 파동의 진폭이 증가되어 에너지가 증가하게 된다. 이러한 이론은 빛의 강도를 증가시켰을 때 더욱 큰 에너지를 갖는 전자가 생성될 것을 예견하게 된다.
양자모델은 빛의 강도와는 상관없이 높은 진동수의 빛일수록 더 큰 에너지를 갖는 전자가 튀어나옴을 예측한다. 1900 초기 과학자들은 광전효과에서 생성되는 전자의 에너지가 빛의 파장, 즉 진동수에 관련되고 빛의 강도와는 무관함을 알게 되었다.
빛의 강도가 세어질수록 전자의 수가 많아져서 전류가 커지게 되는 효과가 나타난다.
진동수 인 빛이 일함수 인 금속에 조사되었을 때, 빛 광자하나가 가지는 에너지가 금속 내부의 전자 하나와의 충돌에 의해서 에너지 전환이 일어난다. 이러한 전자가 방출되기 위해서는 전자 자체의 potential 에너지를 능가하는 에너지가 공급되어야 하고, 방출되는 전자가 가지는 최대 운동에너지 의 관계는 다음과 같다.

진공관의 음극(cathode)에서 방출된 전자는 처음 운동에너지로 양극(Anode)까지…