Development of Novel Teaching Aid for Optoelectric Effect Using Discharged Lamp

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K03137
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 09080:Science education-related
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: Ohmukai Ryuzo 埼玉大学, 教育学部, 教授 (40359089)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 近藤 一史 埼玉大学, 教育学部, 教授 (40178421)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 仕事関数 / ホロカソードランプ

Outline of Final Research Achievements

Using a hollow-cathode lamp we were able to measure the work functions of multiple metals. We succeeded in measuring the work functions of potassium and europium in a lamp without buffer gas, and of cesium and europium in a lamp with buffer gas with this technique for the first time.
We also studied and improved the data recording and analysis methods, considered and clarified the criteria for physically distinguishing the photoelectric effect signal and the noise signal, and recorded and saved a large amount of measurement data easily using a data logger, which enables us to develop a method to facilitate analysis on a PC.

Free Research Field

レーザー分光学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ホロカソードランプを光電管として用い仕事関数を測定する技術は我々独自の方法であり、今回の研究成果により、それが広い汎用性を持つことが実験的に示された。この研究の目的である物理実験教材開発へ向けて、我々の方法が大きなメリットを有すると証明された点で画期的である。また、我々の方法が新規の仕事関数測定法と位置付けられる点も興味深い。
物理実験教材としての使用における便利さも、データロガーで改良できることが明らかとなり、いよいよ教育実践での活用も視野に入る段階まで研究が進展したと言える。