Laboratoriya ishi №6 tashqi fotoeffekt qonunlarini o’rganish ishning maqsadi

LABORATORIYA ISHI № 6
TASHQI FOTOEFFEKT QONUNLARINI O’RGANISH
Ishning maqsadi: Fotoeffekt hodisasi va qonunlarini o’rganish va eksperimentda qo’llash ko’nikmasiga ega bo’lish.
Qisqa nazariy mahlumotlar:
Bu hodisada yorug’likning moddaga ko’rsatadigan ta’siri kuzatiladigan turli hodisalar orasida fotoelektr effekti, ya’ni yorug’lik ta’sirida moddadan elekronlar chiqishi fotoeffekt hodisasi asosida kuzatiladi [59; 61-b.].
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 proportsional.
2. Muayyan fotokatoddan ajralib chiqayotgan fotoelektronlar boshlang’ich tezliklarining maksimal qiymati yorug’lik intensivligiga bog’liq bo’lmay, yorug’likning chastotasiga to’g’ri mutanosib [65; 637-b.].
3. Yorug’lik fotokatodiga tushishi va fotoelektronlarning hosil bo’lishi orasida sezilarli vaqt o’tmaydi.
Fotoeffektning 1-qonunini to’lqin nazariyasi asosida tushuntirish mumkin. Lekin to’lqin nazariya 2- va 3- qonunlarni tushuntirishga ojizlik qiladi.
Haqiqatan, to’lqin nazariyaga asosan fotokatodga tushayotgan ixtiyoriy to’lqin uzunlikka ega bo’lgan yorug’likning intensivligi ortgan sari ajralib chiqayotgan fotoelektronlarning energiyasi ham ortishi lozim edi.
Fototok kuchi. Jism yutayotgan ulg’trabinafsha nurlar eng kuchli tahsir ko’rsatadi (spektrda bu nurlar qancha ko’p bo’lsa, tahsir shuncha katta bo’ladi).Ushbu qonuniyatni yorug’lik manbai yo’liga ishlanmada keltirilgan turli to’lqin uzunlikdagi filg’trlarni o’zgartirib tushuncha hosil qilish mumkin [75; 638-b.]. Fotoeffekt uchun Eynshteyn tenglamasi
(2.1)


Ishni bajarish tartibi: Laboratoriya yo’riqnomasini diqqat bilan o’qib chiqing.

1. 
   Virtual laboratoriya ishi dasturini ishga tushiring.
   
2. 
   Tajriba sxemasi va asboblarini diqqat bilan ko’zdan kechiring.
   
3. 
   Yorug’lik manbai yo’liga filtr qo’ymasdan katod materialini tanlab, potentsiometrga nolg’ qiymat berib, yorug’lik manbaini yoqing.
   
4. 
   Volg’tmetr va milliampermetr natijalarini potentsiometr qiymatini ketma-ket kichik qiymatlarda o’zgartirib, ishlanmada keltirilgan jadvalni to’ldiring.
   
5. 
   Katod materialini o’zgartirib, har biri uchun tajribani takrorlang va 2- jadvalni to’ldiring.
   
6. 
   Har bir katod materiali uchun yorug’lik manbai yo’liga yorug’lik filg’trlarin qo’yib VAX natija oling, 3- jadvalni to’ldiring.
   
7. 
   Har bir katod materiali uchun fotoeffektning qizil chegarasini aniqlang.
   
8. 
   Fotoeffektning qizil chegarasiga mos keluvchi ₀ ni aniqlab, unga mos keluvchi fotoelektronlarning chiqish ishi quyidagi formula asosida hisoblang (2.18-formulaga qarang):
   

(2.2)

9. 
   Fotoeffekt uchun Eynshteyn tenglamasi (2.1-formulaga qarang) [83; 197-b.]. dan elektronning kinetik energiyasi va tezligi hisoblansin.
   
10. 
    Qaysi material fotokatod sifatida olinganda yuqori samara berishi grafik yordamida aniqlansin.
    
11. 
    Namoyish tajribalarini kuzatib, fotoeffektning 3 ta qonuni tahrifini asoslang [25; 19—25-b.]).
    

Ushbu mavzuga oid laboratoriya ishining virtual ishlanmasi ishga tushirilganda, ekranda quyidagi ko’rinish hosil bo’ladi (1-rasmga qarang) [93, 100].

1-rasm. Fotoeffekt qonunlarini o’rganishga oid virtual ishlanma tasviri
Nazorat savollari:

1. 
   Nima uchun katod materiali o’zgarganda, VAX grafigi turlicha o’zgaradi?
   
2. 
   Nima sababli yorug’lik filg’trlarining o’zgarishi katoddan elektronlarning ajralib chiqishiga turlicha tahsir ko’rsatadi?
   
3. 
   Fotonlar oqimi o’zgarmagan holda tushayotgan yorug’lik chastotasi ikki marta ortirilganda VAX qanday o’zgaradi?
   
4. 
   Fotonlar oqimi o’zgarmagan holda monoxromatik nurning chastotasi ikki marta kamayganda VAX qanday o’zgaradi?
   

Laboratoriya ishini bajarish jarayonida kompg’yuter texnologiyasi talabaga quyidagi imkoniyatlarni beradi:
- fotoeffektning asosiy qonunlarini o’rganish;
- kompg’yuterda tushayotgan yorug’lik to’lqin uzunligini o’zgartirish;
- tushayotgan yorug’lik intensivligini o’zgartirish;
- anod va fotokatod orasidagi kuchlanishning kattaligini va ishorasini o’zgartirish imkoniyati mavjudligi;
- to’xtatuvchi potentsial qiymatini aniqlash;
- fototok kuchi yorug’lik oqimiga to’g’ri proportsional ekanligini;
- to’xtatuvchi potentsial yorug’lik oqimining miqdoriga bog’liq emasligini ko’rsatdi;
- Agar to’lqin uzunlik biror λ_max dan katta bo’lsa, fotoeffekt sodir bo’lmaydi, chunki bunday nurning ν – chastotasi kichik bo’ladi. Zero
, (2.3)
ga teng.
- fotoeffekt qizil chegarasini aniqlash kabi mashqlarni bajarishdir.
Bunday mashqlarni talaba virtual ishlanmalarda olgan natijalarni eksperimentda olingan natijalari bilan taqqoslaydi, xulosasini umumlashtirish natijasida «Fotoeffekt qonunlari»ga oid nazariy bilimlari mustahkamlanadi [30; 190—191-b.].