2023.11.15スポンサーリンクスポンサーリンクスポンサーリンク私たちの身の周りには、電気エネルギーと光エネルギーとの間で変換が可能な部品が存在します。有名なものとしてはLED...発光ダイオードが挙げられます。最近では電球型のLEDなんかも市販品として普及しているので、一般人でも手に取る機会は増えているかと思います。そんなLEDですが、分類としては“光電素子”というものになります。光電素子には様々な種類が存在しますので、その構造や動作などについてわかりやすくまとめていこうと思います。今回は、「光電効果」についての説明です。目次1.初めに2.光電効果とは?3.光電効果の性質1.初めに光と電気を変換する電子部品として光電素子というものが存在します。LED・フォトカプラ・フォトダイオード・フォトトランジスタ...光電素子と言っても様々な種類が存在します。これらの素子をうまく利用することで環境エネルギーである太陽光発電をしていたりします。光電素子は、光エネルギーを電気エネルギーへ変換、電気エネルギーを光エネルギーに変換することが可能なわけですが、そもそもなぜそんなことができるのか気になりませんか?ということで、光電素子についてまとめるに当たり、まずは光電効果について考えていこうと思います。若干関連する内容を以下の記事にもまとめてあるので、電子の動きについて詳しくない場合は先にそちらも確認した方が良いかもしれません。本ブログには電気電子系の知識を備忘録的にまとめてあります。自分なりにカテゴリ分けをして何かしら共通点のあるWebページは連番になるようにまとめているのですが、どこにも分類されないものも当然存在します。本記事は、未分類ですが内容としては知っておきたいと思ったことについてわかりやすくまとめたものとなっています。今回は電子放出と電界中・磁界中の電子の運動についてです。www.elmusicwisdom.site2023.06.212.光電効果とは?光電効果とは、物質に光を照射した際に電子が飛び出る現象のことです。この飛び出た電子のことを光電子と呼びます。通常、物質内の電子は物質外に出てくることはありません。ある一定以上のエネルギーを与えると電子が物質外部に飛び出てきます。この“ある一定以上のエネルギー”を光エネルギーで補った場合の現象が光電効果で、この効果を持つ素子が光電素子というわけです。光電効果の性質には以下のようなものがあります。1光は波と粒の性質を持つ。2電子が飛び出すためにはある一定以上の周波数を持つ光が必要。(電子が飛び出すためには一定以下の波長を持つ光が必要。)3飛び出す電子の数は光の強さに比例する。4飛び出す電子は光の強度によらない。光エネルギーを与えると物質から電子が飛び出すというなら、普通に考えたら強い光を当てればより多くの電子が飛び出してきそうな気がしますよね?ですが、実際のところいくら強い光を当てようが電子が飛び出ない時は飛び出ないです。電子が飛び出すか否かは周波数/波長に依存しています。※光は波なので、強い光とは振幅の大きい波のことです。光が波であるという考えだけではこの現象に説明がつきません。そこで、光は波であるという従来の考えに加えて“光はエネルギーを持った粒(量子)の集団である”という仮説を立て、それを証明したわけです。発想が頭おかしいですよね。“光はエネルギーを持った粒(量子)の集団である”とした場合、「光エネルギーが大きくなる=粒が増えること」を意味します。増えるのは粒の“数”なんです。一粒が大きくなるわけではないのです。粒が増えたところで粒一つ一つが物質に与える力は変わりはしないので、強い光を当てたところで電子が飛び出ない時は飛び出ないのです。大事なのは一粒の持つエネルギー量なのです。この説明だとまだちょっとわからないかもしれないので俗な例に置き換えてみますね。HPが1しかないけど防御力が5あるモンスターがいて、与えるダメージの計算は防御力-攻撃力、攻撃力が防御力を上回らない場合はダメージは0になるとします。この条件で攻撃力が1の仲間を5人集めてモンスターに挑んだとしてもダメージは与えられないのでモンスターを倒すことはできませんよね?これが粒が増えようが電子は飛び出せない理由です。仲間(粒)が増えても攻撃力(一粒のエネルギー)が足りないから意味ないのです。仲間を増やす(粒を増やす)のではなく一人に攻撃力を集中する(一粒の持つエネルギーを増やす)ことで防御を突破できる(電子が飛び出す)わけです。図1肝心の一粒の持つエネルギーを増やす方法は、周波数を高くする(波長を短くする)ことです。図2のように周波数の低い光と周波数の高い光が物質に照射された場合、どちらの方が物質を揺さぶりそうですか?周波数が高い方ですよね?なんか激しく動いてますからね。ある一定以上の周波数を持たないと電子が飛び出してくれないのです。はかの有名なアインシュタインによって発表された理論です。発表されたのは1905年で、この年は奇跡の年と呼ばれています。奇跡の年には、光電効果の他に特殊相対性理論、ブラウン運動についても発表されています。何れもアインシュタインが発表したものです。発想が頭おかしいですよね。~光が照射されていないにも関わらず流れる電流~私たちの身の周りには、電気エネルギーと光エネルギーとの間で変換が可能な部品が存在します。有名なものとしてはLED...発光ダイオードが挙げられます。最近では電球型のLEDなんかも市販品として普及しているので、一般人でも手に取る機会は増えているかと思います。そんなLEDですが、分類としては“光電素子”というものになります。光電素子には様々な種類が存在しますので、その構造や動作などについてわかりやすくまとめていこうと思います。今回は暗電流についてです。R-C回路のコンデンサ端子電圧の時間的変化(例題)“コンデンサ”という部品は、電気製品なら必須レベルで多用されています。電気を蓄えたり放出したり、ノイズ成分を吸収したり、何かと便利だからです。本記事では、そんなコンデンサという部品についての知識をわかりやすくまとめてみました。電気電子系は難しいイメージを持たれがちですが、基本から順番に抑えていけばそれほど難しいものではありません。どんな分野にも言えることですが、最初はよくわからないものですから。本記事では、電気初心者の方でもわかりやすいように、電気回路を理解するための基本中の基本から順を追って解説していきます。直流回路についてです。~はんだボールやボイドとは何なのか?~私たちの身の周りには、電気で動く製品が多々存在します。そんな製品の機能は、内部に組み込まれている“プリント基板”というものによって決められています。今回は、そんなプリント基板についての知識を、1から調べ直してわかりやすくまとめてみました。~よくGNDに接地されているコンデンサの役割について~“コンデンサ”という部品は、電気製品なら必須レベルで多用されています。電気を蓄えたり放出したり、ノイズ成分を吸収したり、何かと便利だからです。本記事では、そんなコンデンサという部品についての知識をわかりやすくまとめてみました。~心線種類・ケーブル種類・心数などについて~パソコンを使用する時は電源ケーブル、スマートフォンを充電する時は充電ケーブルを何気なくコンセントに挿しますよね?身の周りには、何気なく使用している電線が無数に存在します。本記事では、そんな電線の区分・種類や概要についてわかりやすく説明していけたらと思います。~フラックスの用途と種類~私たちの身の周りには、電気で動く製品が多々存在します。そんな製品の機能は、内部に組み込まれている“プリント基板”というものによって決められています。今回は、そんなプリント基板についての知識を、1から調べ直してわかりやすくまとめてみました。今回はフラックスについてです。(プラグインタイプ)個人的によく使用するソレノイドバルブをシリーズごとにまとめました。交流には単相交流と三相交流が存在します。この内、単相交流は一般家庭のコンセントに供給されていますが、三相交流は一般家庭で見かけることはありません。三相交流は電気系の専門性が高くなるのです。本記事では、そんな三相交流を理解できるようになることを目的としています。今回はデルタ結線の相電流と線電流の関係についてです。GHDシリーズ個人的によく使用するコネクタをシリーズごとにまとめました。企業によってはハウジングやコンタクトの名称の付け方が異なるので、自分のルールで統一しています。私たちの身の周りには、回転運動をする装置が存在しますよね?パッと思い付くのは、換気扇や扇風機辺りでしょうか。これらの装置にはモータという機械が組み込まれていて、大体のモータは“電磁力”という力を発生させることによって駆動しています。本記事では、この電磁力を引き起こしている部品である“コイル”というものについて、基本からわかりやすくまとめていこうと思います。今回は空隙・エアギャップがある磁気回路の考え方についてです。ノイズ2ss一度学んだ内容を忘れた時の復習用にブログを書いています。「フラっと覗いて思い出すためのメモ帳」、略して「フラっとメモ」です。電気系の内容、徐々に音楽系の内容をまとめていこうと思います。用語集ホーム検索トップサイドバ。