Mavzu-13. Nurlanishni kvant nazariyasi. Issiqlik nurlanishining xarakteristikasi. Absolyut qora jism. Kulrang jism. Kirxgof qonuni. Stefan -bolsman qonuni. Vin siljish qonuni. Yorug‘likning kvant nazariyasi

Fotoeffekt hodisasi. Fotonlar energiyasi va impulsi. Yorug‘lik ta’sirida moddadan elektronlar uzilishi fotoeffekt ddi. Bu hodisani olimlar G.Gers va Stoletov tajribada aniqlab berdi.

Yorug‘lik ta’sirida elektronlarning moddalardan ajralib chiqishi hodisasi tashqi fotoeffekt ddi.
Agar atom yoki molekulalardan ajratib olingan elektron moddaning ichida erkin elektronlar sifatida olsa, bunday hodisaga ichki fotoeffekt ddi. Ichki fotoeffekt asosan yarim o‘tkazgichlarda kuzatilib, 1908 yilda rus fizigi Ioffe (1880-1960) tomonidan o‘rganilgan.
Yarim o‘tkazgichlarni nurlantirish natijasida yarim o‘tkazgichda erkin zaryad tashuvchilarning hosil bo‘lishi ichki fotoeffekt deyiladi. Tashqi fotoeffektda elektronlar moddadan uzilib chiqadi, ichki fotoeffekt esa uning ichida qoladi. Ba’zi yarim o‘tkazgichlarda infraqizil nurlar bilan ham ichki fotoeffekt hosil bo‘ladi. Bu amalda katta ahamiyatga ega. Yarim o‘tkazgichni nurlantirish bilan bog‘liq bo‘lgan qo‘shimcha o‘tkazuvchanlik fotoo‘tkazuvchanlik deyiladi. Ichki fotoeffektdan fotoqarshiliklar va fotoelementlarning tuzulishida foydalaniladi. Yorug‘lik energiyasini elektr toki energiyasiga bevosita aylantiruvchi yarim o‘tkazgichli fotoelementlar yaratilgan. Bu asboblarning o‘zi tok manbai bo‘la oladi.
Fotonlar energiyasi va impulsi. Nurlanib chiqqanda va yutilganda yorug‘lik o‘zini chastotaga bog‘liq bo‘lgan energiyali zarrachalar oqimidek tutadi. Yorug‘lik zarrachasining o‘zi fotonlar yoki yorug‘lik kvanti ddi.
Foton xuddi zarrachalar kabi, energiyaning muayyan hν porsiyaga ega. Foton energiyasi ν chastota bilan emas balki siklik chastota bilan ifodalanadi.
(2)
Energiya bilan massa orasidagi bog‘lanishni ё (3) orqali ifodalanadi. Fotonning energiyasi hν teng bo‘lganligi uchun massasi qo‘yidagicha bo‘ladi.
(4)
Foton tinch holatda mavjud bo‘la olmaydi. Uning impulsini topish mumkin.Fotonning massasi va tezligiga qarab uning impulsini topish mumkin.
(5) (6)
Fotonning impulsi yorug‘lik nurining yo‘nalishi tomonga yo‘nalgan. Chastota qancha katta bo‘lsa, fotonning energiyasi va impulsi shunchalik katta va yorug‘likning korpuskulyar xossalari aniq namoyon bo‘ladi. Mn: Yashil yorug‘likka tegishli fotonning energiyasi 4∙10^-19 J ga teng.
Stoletov A.G. ishlari. Fotoeffekt qonunlarining tekshirishida rus olimi Stoletov xizmatlari katta, 1988 yilda u G.Gers tajribalarini takrorladi va fotoeffekt uchun yuqori kuchlanish muhim emasligini qayd qildi, chunki fotoeffekt elektrodlar orasidagi kuchlanish uncha katta bo‘lmaganda ruy beradi. Tashqi fotoeffekt hodisasini tekshirish uchun Stoletov quyidagicha tajriba o‘tkazdi.
Vakuumli nayda katod vazifasini bajaruvchi tekshirilayotgan K plastinka va anod vazifasini bajaruvchi A elektrod joylashtirilgan.(22.1-rasm)

Katod va anod R qarshilik orqali tok manbaiga ulangan. Yelektrodlar orasida kuchlanish voltmetri V, zanjirdagi tok esa galvonametr (kichik toklarni o‘lchaydigan asbob) G yordamida o‘lchanadi. Agar katod shisha ko‘zi orqali yoritilsa galvonometr zanjirida tok paydo bo‘lganini ko‘rsatadi (unga fototok ddi). Sabab katod plastinkasiga tushgan yorug‘likning undan elektronlarni urib chiqarishi va bu elektronlarning elektr maydoni ta’sirida anod tomon batartib harakatining vujudga kelishidir. Potensiometr yordamida anod kuchlanishining qiymatini va ishorasini o‘zgartirishi mumkin.
Quyidagi grafikda anod, kuchlanishi va fototok orasidagi bog‘lanish ko‘rsatilgan. Bu bog‘lanish fotoeffektning volt-amper xarakteristikasi ddi. (13.2-rasm)