光を当てたら電気が消えた！？箔検電器で体感するアインシュタインの大発見
サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。
「光を当てるだけで電気が逃げる」
そんな魔法のような現象が、実験室で起きます。しかもその発見は、かのアインシュタインがノーベル賞を受賞したほどの大発見と深く結びついています。今回は、箔検電器を使ったちょっと不思議な実験をご紹介します。
箔検電器とは？
箔検電器は、静電気（電荷）を検出する実験道具です。内部に金属のうすい箔（はく）が2枚ぶら下がっており、電荷が加わると箔どうしが反発し合って開きます。今回は、この「はくが開いた状態」からスタートします。箔が開いているということは、検電器に電荷がたまっている状態です。
紫外線を当てると何が起きる？
はくが開いた状態の箔検電器の上の金属板に向かって、紫外線を照射してみました。すると——みるみるうちにはくが閉じていきます！
こちらの動画でその様子をご確認ください。
まるで光が電気を吸い取ってしまったかのようですね。いったい何が起きているのでしょうか？
これが「光電効果」のしくみ
この現象は光電効果と呼ばれるものです。金属に光（特に紫外線のような短い波長の光）を当てると、金属の表面から電子が飛び出すことがあります。今回の実験では、箔検電器にはマイナスの電荷（電子）がたまっていました。そこに紫外線を当てると、金属板の表面から電子が次々と外に飛び出し、たまっていた電荷が減っていきます。その結果、箔が閉じていったのです。
アインシュタインとノーベル賞の意外なつながり
実は、光電効果はとても奥深い現象です。19世紀末、科学者たちはこの現象を「光は波だから」という考え方では説明できずに悩んでいました。そこに登場したのがアルベルト・アインシュタインです。1905年、彼は「光はエネルギーの粒（光子・フォトン）の集まりである」という革命的なアイデアを発表し、光電効果を見事に説明しました。この業績こそが、アインシュタインが1921年にノーベル物理学賞を受賞した理由です。相対性理論ではなく、光電効果の説明がノーベル賞の対象になったというのは、意外と知られていない事実ですね。
光電効果は現代テクノロジーの土台
光電効果は、教科書の中だけの話ではありません。この現象は現代のテクノロジーに深く根ざしています。たとえば太陽光発電（太陽電池）は、光のエネルギーで電子を動かして電気を生み出す、まさに光電効果を応用した技術です。また、デジタルカメラやスマホのカメラに使われているイメージセンサーも、光を電気信号に変換するしくみに光電効果が関係しています。箔がゆっくり閉じていくあの実験の中に、現代文明を支える物理学の根っこが隠れていたのです。
箔検電器に紫外線を当てるだけで、アインシュタインが解き明かした光の正体「光は粒である」という大発見の片鱗を、自分の目で感じることができます。ぜひ動画を繰り返し見て、はくが閉じていく瞬間をじっくり観察してみてください。
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