ヒノッキー さんの書込 (2009/05/22(Fri) 07:37)

おはようございます． 大学での実験で，よくわからない部分があったので， 力を貸してもらいに来ました．

大学で，熱電子の放出を利用して蛍光とりょ

ヒノッキー さんのレス (2009/05/22(Fri) 07:50)

・・・すみません．またやっちまいました．

続きを書きます．

大学で金属を熱した際に放出される熱電子を利用して， 蛍光塗料を発光させる実験をしました． このとき，熱電子が蛍光塗料を励起させて発光すると説明されたのですが， 金属はタングステンを利用したので， 熱した際に金属も発光していました．

蛍光塗料を励起させる原因は熱電子だけでなく， 金属が放つ光も考えられると思うのですが（光電効果）， これは単純に二つのエネルギーの大きさの違いにより， 熱電子のみが蛍光塗料を励起させたと考えていいのでしょうか？

また，熱電子などが放出された際，視覚では観測することができませんが， 放電していると思うと，どうしても雷のように視覚で観測できる と考えてしまいます． これは，放出される電子の量が雷などの方が圧倒的に多いから と考えていいのでしょうか？

最後に，雷や陰極線などが「視覚」で観測できるのはなぜですか？

・・・説明，質問の不備がありましたら，ご指摘ください．

なんとなく さんのレス (2009/05/22(Fri) 09:12)

回答ではありませんが，老婆心で． 文面から察するに蛍光灯（等）の原理実験のようですね． とすると，真空中とか蛍光塗料の種類とかいろいろ説明の都合があると思います． 実験装置の概略（言葉で十分）を書かれては如何でしょうか．

ヒノッキー さんのレス (2009/05/22(Fri) 09:43)

＞実験装置の概略（言葉で十分）を書かれては如何でしょうか．

銅板に蛍光塗料（種類は不明）を塗ったものを 高電圧電源につないだもの（回路１）と， タングステンを直列につないだ回路（回路２）を用意する．

真空中で銅板， タングステンを直接には電流が流れない程度の 距離を置いて設置する．

（回路１）と（回路２）の電圧を操作して蛍光塗料が光る条件を調べる

・・・という内容でした． すみません，蛍光塗料の種類は不明です．

なんとなく さんのレス (2009/05/22(Fri) 10:44)

私の分かる範囲ですが．．

回路の構成，熱電子云々からして蛍光塗料は電子励起型の発光物質と思われます．確かに蛍光物質には光（おもに紫外線）励起型もありますが，電子励起型がその両方の機構を持つとは考えにくいので，タングステンからの光（可視光）が寄与する事はないと思います．そもそも光電効果は金属や半導体などに紫外線等の比較的高いエネルギー光子を照射した場合に電子が飛び出す現象ですがタグステンが光るのは光電効果ではありません．またその光には紫外線は微々たるもので蛍光塗料を励起できないだろうことは上述のとおりです．

熱電子に限らず電子を直接目で見ることは不可能です．あくまでも電子と相互作用した結果生じる光（可視光）を見るわけです．したがって空気中であれば，電子が空気分子に散乱（衝突）された際に励起された分子が放出する光が見えているわけです．電子は，雷では空気，陰極線では低真空に封じた希ガスに衝突します．勿論量的にもある程度ないと輝度が得られないとは思います． この回路のようにただの真空であれば電子は見えないことになります．もっとも電子は銅板，タングステン極間を飛ばねばならず，散乱されては困ります．

蛇足ですが家庭の蛍光灯は電子が蛍光管中の水銀を励起し，水銀から放出される紫外線により管壁に塗られた蛍光物質が可視光を放出するというのが基本です．一方夜光塗料は含まれた微量な放射性物質から出るβ線（電子）が蛍光物質を励起しますね．

ヒノッキー さんのレス (2009/05/22(Fri) 11:32)

なんとなくさん，返信ありがとうございます．

＞蛍光塗料は電子励起型の発光物質と思われます．

電子励起型と光励起型があるのは初めて知りました． ありがとうございます．

＞タグステンが光るのは光電効果ではありません

誤解を与える記述をしていました． どうもすみません．

＞ただの真空であれば電子は見えないことになります．

・・・なるほど，励起される物質があるから，光って見えるのですね．

どうもありがとうございました． おかげでレポートの続きを書けそうです．