光エネルギーの波長依存性

発光ダイオード(LED)を使って，光エネルギーの波長依存性を実感する

吹田市立山田中学校　　　伊　藤　泰　之

発光ダイオード(Light Emitting Diode)は，家庭電化製品(パイロットランプ・リモコン)や自動車のストップランプ，電光掲示板など様々な場所で使われている。身のまわりにあるLEDを実験で取り扱うことで，子どもたちの興味や感心を呼び起こし，光や電気の理解への導入になると考えた。 LEDはP型とN型半導体を接合したもので，PN接合部に光を照射すると電子が接合部のエネルギーギャップを飛びこえ起電力を生じる。照射する光にはLEDに起電力を生じさせない限界の波長があり，限界より長波長の光では，いくら照射しても光電効果は生じない。LEDを受光素子として利用して，光電効果を簡単に確認できる実験装置を開発した。

光源の色とLEDの起電力との関係（←クリックすると、詳しい内容へＪｕｍｐします）

LEDはP型とN型半導体を接合したもので，PN接合部に光を照射すると電子が接合部のエネルギーギャップを飛びこえ起電力を生じる。写真は，赤フィルターをセットした状態の実験装置。

白熱電球を光源とし，青色の波長までをふくむ光(470nm以上)・黄色の波長までをふくむ光(550nm以上)・橙色の波長までをふくむ光(580nm以上)・赤色の波長までをふくむ光(590nm以上)をフィルタによって作り出した。
波長が380～760nmは可視光領域と呼ばれて，人間の目では，波長の違いが紫・藍・青・緑・黄・橙・赤の色の違いとして認識できる。
波長の違いを実感するため，色として認識できる波長について調べた。