Atom yadrosi va elementar zarralar fizikasi fanidan kurs ishi mavzu: Gamma nurlanish modda orqali o’tishi, Fottoeffekt, Kompton effekt, Elektron-Pozitron jufti hosil bo’lishi va bog’liqlik tomonlari

Tashqi fotoelektr effekti elektromagnit nurlanish ta’sirida moddaning elektronlar emissiyasi deyiladi. Tashqi foto effekt qattiq moddalarda (metallar, yarimo'tkazgichlar, dielektriklar), shuningdek alohida atom va molekulalardagi gazlarda kuzatiladi (fotoionizatsiya).
Ichki fotoelektr effekti - Bu yarimo'tkazgich yoki dielektrik ichidagi elektromagnit nurlanish tufayli chegaradan erkin holatga tashqariga chiqmasdan o'tish. Natijada, tanadagi tok tashuvchilarning kontsentratsiyasi oshadi, bu esa fotokonduktivlik (yarimo'tkazgich yoki dielektrik yoritilganda elektr o'tkazuvchanligining oshishi) paydo bo'lishiga yoki elektr harakatlantiruvchi kuch (EMF) paydo bo'lishiga olib keladi.
Vana fotoelektr effekti bu o'ziga xos ichki fotoelektrik effekt, bu ikki xil yarimo'tkazgich yoki yarimo'tkazgich va metall (tashqi elektr maydoni bo'lmasa) kontaktini yoritganda EMF (foto EMF) ning paydo bo'lishi. Vana fotoelektrik effekti quyosh energiyasini to'g'ridan -to'g'ri elektr energiyasiga aylantirishga yo'l ochadi.
Multifotonli fotoeffekt agar yorug'lik intensivligi juda yuqori bo'lsa (masalan, lazer nurlarini ishlatganda) mumkin. Bunday holda, metall chiqaradigan elektron bir vaqtning o'zida bir emas, balki bir nechta fotonlardan energiya olishi mumkin.Fotoelektr effektining birinchi fundamental tadqiqotlari rus olimi A.G. Stoletov. Fotoelektr effektini o'rganish sxemasi diagrammada ko'rsatilgan. Ikki elektrod (katod TO sinov materiallari va anod A, vakolatli naychada Stoletov metall to'r ishlatgan) batareyaga ulangan, shuning uchun potansiyometr bilan R siz nafaqat qiymatni, balki ularga qo'llaniladigan kuchlanish belgisini ham o'zgartirishingiz mumkin.
Katod monoxromatik nur bilan (kvarts oynasi orqali) yoritilganda paydo bo'ladigan oqim, zanjirga ulangan milliammetr bilan o'lchanadi.1899 yilda J.J.Tompson va F.Lenard fotoelektr effekti materiyadan elektronlarni chiqarib yuborishini isbotladilar.Fotoelektr effektining joriy kuchlanish xarakteristikasi (CVC) – fototokka bog'liqlik .
Men kuchlanishdan elektronlar oqimi natijasida hosil bo'ladi.
Bu bog'liqlik katodning ikki xil energetik yoritilishiga to'g'ri keladi (yorug'lik chastotasi har ikki holatda ham bir xil). Borgan sari U fototok asta -sekin o'sib bormoqda, ya'ni. tobora ko'proq fotoelektrlar anodga etib boradi. Egri chiziqlarning yumshoq xarakteri shuni ko'rsatadiki, elektronlar katoddan har xil tezlikda chiqariladi.
Maksimal qiymat to'yinganlik fototoki bu kuchlanish qiymati bilan aniqlanadi qayerda n- 1 soniyada katod tomonidan chiqarilgan elektronlar soni.
Bu I - V xarakteristikasidan kelib chiqadi U= 0 fototok yo'qolmaydi. Shunday qilib, katoddan chiqarilgan elektronlar ma'lum bir boshlang'ich tezlikka ega, shuning uchun ular nol bo'lmagan kinetik energiyaga ega, shuning uchun ular tashqi maydonsiz katodga etib borishi mumkin. Fototok nolga teng bo'lishi uchun uni biriktirish kerak ushlab turuvchi kuchlanish ... Elektronlarning hech biri, hatto katoddan chiqishda maksimal tezlikka ega bo'lganlar ham, sekinlashuvchi maydonni engib, anodga yeta olmaydi. Demak,Fotoelektr effekti yorug'lik (ko'rinadigan, infraqizil va ultrabinafsha) ta'sirida moddaning atomlari va molekulalari bilan bog'lanishidan elektronlarning to'liq (yoki qisman) chiqishi deyiladi. Agar elektronlar yoritilgan moddaning tashqarisiga chiqsa (to'liq chiqarish), u holda fotoelektrik effekt tashqi deb ataladi (1887 yilda Xertz tomonidan kashf etilgan va 1888 yilda L. Stoletov tomonidan batafsil o'rganilgan). Agar elektronlar faqat "o'z" atomlari va molekulalari bilan aloqani yo'qotsa, lekin yoritilgan moddaning ichida "erkin elektronlar" (qisman ajralib chiqish) bo'lib qolsa va shu bilan moddaning elektr o'tkazuvchanligi oshsa, fotoelektr effekti ichki deb ataladi (1873 yilda amerikalik fizik U.Smit).Tashqi fotoelektr effekti metallarda kuzatiladi.
Agar, masalan, elektroskopga ulangan va manfiy zaryadlangan sink plastinka ultrabinafsha nurlar bilan yoritilsa, elektroskop tezda zaryadsizlanadi; musbat zaryadlangan plastinka holatida hech qanday oqindi bo'lmaydi.
Demak, yorug'lik metalldan manfiy zaryadlangan zarralarni chiqaradi; ularning zaryadini aniqlash (1898 yilda J.J. Tomson tomonidan amalga oshirilgan) bu zarrachalarning elektron ekanligini ko'rsatdi.Tashqi fotoeffekt tekshirilgan asosiy o'lchash sxemasi rasmda ko'rsatilgan. 368.Batareyaning manfiy qutbi metall plastinka K (katod) ga, musbat qutbi a (anod) yordamchi elektrodiga ulangan. Ikkala elektrod ham kvarts oynasi F (optik nurlanish uchun shaffof) evakuatsiya qilingan idishga joylashtirilgan. Elektr davri ochiq bo'lgani uchun unda oqim yo'q. Katod K yoritilganda, yorug'lik undan elektronlarni (fotoelektronlarni) chiqaradi, ular anodga shoshiladi; kontaktlarning zanglashiga olib kelishi (oqim).Zanjir fototokning kuchini o'lchashga imkon beradi (galvanometr va fotoelektronlarning tezligi katod va anod orasidagi kuchlanishning har xil qiymatlarida va katod yoritilishining har xil sharoitida.Stoletov va boshqa olimlar tomonidan olib borilgan eksperimental tadqiqotlar tashqi fotoelektr ta'sirining quyidagi asosiy qonuniyatlarini o'rnatishga olib keldi.