Fotoeffekt yorug’lik ta'sirida jismdan elektron ajralib chiqishidir. Bu
Yüklə 94,81 Kb. Pdf görüntüsü
|
|
Fotoeffekt Fotoeffekt - yorug’lik ta'sirida jismdan elektron ajralib chiqishidir. Bu hodisani birinchi bo'lib, 1887 yilda G.Gerts kuzatgan va uni miqdoran A.Stoletov tekshirgan. 1898 yilda Lenard va Tomson fotoeffekt natijasida katoddan ajralib chiquvchi zarra elektron ekanligini zarralarning magnit maydonida oqishiga asoslanib aniqladi. Fotoeffekt hodisasini o'rganish uchun havosi so'rib olingan shisha idish, uning ichidagi katod va anod plastinkalari olinadi (2.1-rasm). O'tkazilgan tajribalar natijasida 2.2 - rasmdagi volt - amper xarakteristikasi olingan. 2.2- rasm. Fotoefektning 4 ta asosiy qonuni bor: 1. Muayyan fotokatodga tushayotgan yorug’likning spektral tarkibi o'zgarmas bo'lsa, fototokning to'yinish qiymati yorug’lik oqimiga to’g’ri proporsional. 2. Muayyan fotokatoddan ajralib chiqayotgan fotoelektronlar boshlang’ich tezliklarining maksimal qiymati yorug’lik intensivligiga bog’liq emas. Yorug’likning to'lqin uzunligi o'zgarsa, fotoelektronlarning maksimal tezliklari ham o'zgaradi. 3. Har bir fotokatod uchun biror "qizil chegara" mavjud bo'lib, undan kattaroq to'lqin uzunlikli yorug’lik ta'sirida fotoeffekt vujudga kelmaydi. λ q ning qiymati yorug’lik intensivligiga mutlaqo bog’liq emas, u faqat fotokatod materialining ximiyaviy tabiatiga va sirtining holatiga bog’liq. 4. Yorug’lik fotokatodga tushishi va fotoelektronlarning hosil bo'lishi orasida sezilarli vaqt o'tmaydi. Т 2 Т 1 I T1 I T2 I a U a Fotoeffektning 1- qonunini to'lqin nazariyasi asosida tushuntirish mumkin. Lekin to'lqin nazariya 2- 3- va 4- qonunlarni tushuntirishga ojizlik qiladi. Fotoeffekt eksperimenti qonuniyatlarini klassik fizika tarafida turib tushuntirib bo’lmaydi. Klassik nazariya bu hodisani tushuntirishda mutlaqo ojizlik qiladi. Xo’sh, nima uchun klassik nazariya fotoeffekt jarayonini tushuntirishga qurbi yetmaydi, axir uning nuqtai nazaridan ham bu hodisa joizku. Birinchi qaraganda fotoeffektni to’lqin nazariya asosida sifatli tushuntirish mumkinga o’xshab ko’rinadi. Maksvellning elektromagnit to’lqinlari nazariyasiga binoan issiqlik nurlanish inson ko’ziga ko’rinadigan sohadagi to’lkin uzunlikka ega bo’lgan elektromagnit nurlanish – yorug’likdir va uning strukturasi elektr va magnit maydonlardan tuzilgan. Nurlanishni elektr maydoni amplitudasining kvadrati yorug’likni intensivligini harakterlaydi. Shunday ekan, tushayotgan elektromagnit nurlanishining amplitudasi metall sirtidagi elektronlarni tebranishga majbur qiladi, agar elektroning hususiy tebranishi davri bilan tushayotgan to’lqinning tebranish davri mos kelganda rezonans ro’y beradi, elektronning tebranish amplitudasi keskin ortib ketadi va oqibatda u metall sirtini tashlab tashkariga chiqib ketadi. Darvoqe, bunday manzara o’rinli bo’lsa, u holda metall sirtdan ajralgan elektronlarning kinetik energiyasi tushayotgan yorug’likning intensivligiga bog’lik bo’lishi kerak.Tushayotgan yorug’likning intensivligi ortsa unga mos holda metall sirtdan ajralayotgan elektronlarning kinetik energiyasi ham ortishi kerak. Afsuski juda ko’p sonda qilingan tajribalar natijasi shuni ko’rsatadiki, fotoeffektda metall sirtidan ajralgan elektronlarning kinetik energiyasi tushayotgan yorug’likning intensivligiga mutlako bog’lik emas, metall sirtini bir vattli lampochka yoki 1000 Vattli lampochkaning monoxromatik nurlanishi bilan yoritamizmi, unga baribir, uning sirtidan chikayotgan elektronlarining kinetik energiyasi o’zgarishsiz kolaveradi; yorug’lik intensivligini ortishi faqat sirtdan chiqayotgan elektronlar sonining ortishiga olib keladi halos. Metall sirtidan ajralayotgan elektronlarning kinetik energiyasini tushayotgan yorug’lik nurlanishi intensivligiga bog’lik bo’lmasligi juda ham ajablanarli hol edi. Eskperiment oliy hakam. Eskperimentning mazkur natijasi fotoeffektning birinchi muammosi edi va u to’g’ridan – to’g’ri yorug’lik to’lkin nazariyasini rad etardi. Shu sababdan bu natija klassik fizikaning ham muammosi edi. Klassik nazariyaga ko’ra metall sirtiga tushayotgan yorug’lik nurlanishining intensivligi juda kuchsiz bo’lsa, u holda metall sirtidan umuman elektronlar ajralmasligi yoki kechikib ajralishi kerak. Bu fikrni tushuntirish uchun quyidagi misolni olaylik. Kaliy metallining sirti okim zichligi D =10 -5 Vt/m 2 bo’lgan yorug’lik nurlanishi bilan yoritilgan bo’lsin. Kaliy atomidan elektronlarni ajratish uchun 3,6×10 -19 Vt×s ga teng bulgan znergiya zarur. Bu energiyani metall sirti yig’ilishi uchun, kaliyni uzluksiz tahminin 6 kun yoritish kerak. Boshqacha aytganda, metall sirtini 6 kun yorug’lik bilan yoritilgandan so’ng, elektronlar ajrala boshlashi kerak. Eksperiment natijalari bu qarashga tamomila zid edi. Darhaqiqat, yorug’likni intensivligi juda ham kuchsiz bo’lganda ham, ya'ni v > v 0 ( v 0 -chegaraviy chastota) chastotalarda tushayotgan nurlanish shu zahotiyok (~10 -7 s ) metall sirtidan elektronlarni urib chiqaradi. Eskperiment oliy hakam. Fotoeffekt oniy jarayon. Elektron metall sirtidan oniy chikadi. Fotoeffektni bu qonuniyati klassik fizikaning ikkinchi muammosi edi. Metall sirtidan ajralib chiqayotgan elektronlarning tushayotgan nurlanishning faqat chastotasiga bog’lik bo’lishi klassik fizika uchun uchinchi muammo edi. Chunki klassik fizika arsenalida energiyaning chastotaga bog’likligi haqida birorta ham goya yo’q edi. Fotoeffektni bu uch muammosi klassik fizika nazariyasini shubha ostiga oldi. Klassik fizika tasavvuri doirasida turib fotoelektron hodisani tushuntirishni mutlaqo iloji yo’q edi. Bu hodisani tushuntirish uchun yangi ta’savvur, yangi g’oya, yangi tushunchalar kerak. Fotoeffekt hodisasini Plank gipotezasiga asoslanib tushuntirish mumkin ekanligiga birinchi bo’lib A.Eynshteynning aqli yetdi. Aytilgan fikrlarga asoslangan holda Eynshteyn fotoelektron hodisasini tamomila tushuntirib berdi.Yorug’likning foton nazariyasi fotoeffektni korpuskulyar hodisa ekanligini, hozirgi zamon tili bilan aytganda kvant hodisa ekanligini tasdiqladi. Kvant fizikani o’rganishda fotoeffekt jarayoni muhim o’rin tutadi. Shuning uchun ham kuyida bu effekt haqida biz batafsilrok to’xtalamiz. Yüklə 94,81 Kb. Dostları ilə paylaş:
|