光のエネルギー　石井さんの発表
　発光ダイオードは電気エネルギーを光のエネルギーに変えるが、光を当てると、逆に光のエネルギーを電気エネルギーに変えて太陽電池のような働きをする。これを石井さんお得意の3段アンプで確かめた。さらに、普通のダイオードも何らかの形で光と相互作用をするのではないかと思った石井さんは、透明なツェナーダイオードに光をあてると、やはり発電していることがわかった。半透明なシリコンダイオードでも同様だ。
　

　では、というので、金属ケースのダイオードに穴をあけて光を当てるとこれも発電した。とすれば、＜ダブルのダイオード＞であるトランジスターも同様であるに違いない。写真のようにパワートランジスターの金属のケースを壊して光と当てると、予想通り起電力の発生が確かめられた。赤外線でも作動した。黒いプラスチックでモールドされている普通のトランジスターも、外装を丁寧に壊して光を当てると、3段アンプのＬＥＤが点灯する。黒いモールドは光雑音を防ぐためだったのだ。金属ケースも放熱と遮光を兼ねている。

　次の実験には3個のＬＥＤが使われている。入力の発電器としてのＬＥＤ１、これに光を当てる光源としてのＬＥＤ２、チェッカーとしてのアンプのＬＥＤ３（赤）だ。赤のＬＥＤ１が電灯の白色光（ＬＥＤ２相当）に感応して発電し、アンプで増幅されてＬＥＤ３が点灯する、といのが上の実験だった。
　ところが、青のＬＥＤ１を使うと、赤いＬＥＤ２の光では、ＬＥＤ３は光らない。エネルギーの小さい赤の光では、エネルギーの大きな青のＬＥＤを発電させられないのだ。エネルギーギャップの大きさが光の色と関係していることを端的に示す実験だ。ＬＥＤ２の代わりに、ＴＶのリモートセンサーの赤外線を使っても、強い光の代表と思われる赤のレーザー光を当てても駄目。緑のＬＥＤ１でも同様だった。光子のエネルギーは光の強さではなく色（振動数）によって決まるのである。　

YPC(その5)　O-10 No109 08年7月31日（木）



YPC 10月例会(第5回) 港北高校 　07年10月21日(日)

　 光のエネルギー 　　　　 　

(1) LEDに白色光を当てると1.4V程の電圧力が出ている.

LEDに光を当てて3段アンプで増幅する.

(2) LEDは発電機，熱エネルギーへの転化がない限り，基本的現象は可逆．

ダイオードは発電機

トランジスターも発電機

2SA,Bタイプ(PNP):E→B, C→B

2SC,Dタイプ(NPN):B→E，B→C, →は電流の向き, 光を当てるとBが＋に発電

ダイオ−ドのcanやmoldを壊して光を当てる. 半透明なシリコン・ダイオードも.　


(3) LEDでLEDを点灯させる, 3本並列を2組直列にして太陽光を当てる.

　 LEDの点灯電圧がPL（パイロットランプ）のそれより高いのは, LEDの「逆起電力」によるのか? 　

(4) LEDの色とエネルギー,

逆直列の電圧を3段アンプに入れる. プラス同士結合のものが1型,マイナス同士が型

エネルギーの強さ　紫外＞青＞緑＞赤＞赤外　

青, 緑, 赤のLEDに青, 緑, 赤のLEDの光を当てて発電するかをチェック.

　　　　3色に変化するLEDを使うと便利.

ついでに，全波整流器にする.

　　　1型と2型の端子を結合して交流電源へ．

(5) 光のエネルギー 実験結果の一覧.

　　 赤　橙 黄 緑 青 紫 白

赤　 ＼ ○ ○ ○ ○ ○ ○

橙 ○　 ＼ ○ ○ ○ ×　 ○　　　　　　　　図は省略

黄 ○ ○ ＼ ○ ○ △ ○

緑　 × × × ＼ ○ ○ ○

青 　× × × × ＼ × ○

紫 × × × × × ＼ ×

白 × × × × ○ ○ ＼　

左の縦に並ぶLEDの一つに, 上の横に並ぶLEDの一つ一つの光を当てて, 3段アンプのLEDを点灯させる. 点灯するものは○，しないものは×．紫は不明瞭．斜線の部分は○の筈だが
, 同種のLEDが2個ないので省略. 白色光は分光してみたい. エネルギーの大きいレーザーではどうか?

　

尚　光のエネルギーについては＜フィードバック回路＞の（その５）（その６）（その７）を参照のこと.



参考：いろいろな光で実験したい．

色　　　　　 赤　　橙　　黄　　緑　　青　　紫

波長領域(nm) 800 640 590 550 490 430 380



名称 γ線 X線 紫外線 可視光線 赤外線 電波

電磁波波長領域 ~10pm 1pm~10nm 1nm~400nm 380nm~800nm 750nm~1mm ~0.1mm~