Mühazirə №20-21 Klassik elektron nəzəriyyəsinin əsasları. Om və Coul-Lens qanunları

Termoelektron emissiya hadisəsi
Ümumiyyətlə böyük kinetik enerjiyə malik olan elektronlar metalın səthini tərk edərək səthin yaxınlığında “elektron buludunu” yaradırlar. Bu mənfi yüklü hissəciklər sonrakı elektronların metaldan çıxmalarına maneçilik törədir. Digər tərəfdən metalın səthinə yaxın məsafələrdə yerləşən və elektronlarını itirərək müsbət iona çevrilən atomlar sonrakı elektronların metalın səthini tərk etməyə imkan vermir. Yaranmış bu ikiqat saxlayıcı potensialı keçmək üçün elektrona əlavə enerji vermək lazımdır. Elektronun metal səthindən vakuuma çıxması üçün lazım olan işə çıxış isi deyilir.Çıxış isi metalın növündən və səthinin təmizliyindən asılıdır.
Beləliklə, elektronun metalın səthindən vakuuma çıxması üçün onun enerjisi çıxış isindən böyük olmalıdır. Onda metal daxilində olan elektronlara əlavə enerji verilsə, onların bir hissəsi metalın səthini tərk edəcək. Bu hərəkət elektron emissiyası adlanır. Elektrona verilən enerjinin verilmə formasından asılı olaraq, termoelektron emissiyası, fotoelektron emissiyası, avtoelektron emissiyası və ikinci növ elektron emissiyası müşahidə olunur.
Qızdırılmış metallardan elektronların vakuuma çıxması termoelektron emissiyası adlanır.

Doğrudan da, metalın temperaturu artdıqca enerjisi çıxış isindən çox olan elektronların sayı da artır və onlar asanlıqla metalın səthini tərk edirlər.Termoelektron emisiyyası hadisəsini öyrənmək üçün iki elektrodlu eklektron lampasından istifadə etmək olar. Içərisində yüksək vakuum yaradılmış şüşə balonun daxilində (şəkil 1) iki elektrod yerləşdirilir. anod və katod. Katodun teli batareyası vasitəsilə közərdilir.

Şəkil 1

Enerjisi çıxış işindən çox olan elektronlar katodun səthini tərk edərək onun ətrafında” elektron buludu”-nu yaradırlar.Anoda, katoda nəzərən müsbət gərginlik tətbiq etsək onda yaranmış elektrik sahəsinin intensivliyi anod-katod dövrəsində cərəyanın yaranmasına səbəb olur. Qeyd edək ki, anodun potensialı mənfi olarsa, “elektron buludu”-nun sıxlığından asılı olmayaraq dövrədən cərəyan axmır. Bu bir daha göstəri ki, elektron mənfi yüklü hissəcikdir.

Katodun temperaturunu sabit saxlayıb, anod cərəyanının elektron lampasına tətbiq olunmuş gərginlikdən asılılıq qrafiki (volt-amper xarakteristikası) şəkil 2-də verilmişdir. Şəkil 2-dən görünür ki, xarici elektrik sahəsi olmadıqda belə dövrədən çox kiçik cərəyan axır. Bu cərəyanın yaranmasına səbəb “elektron buludununu” daxilində olan elektron-ların bir hissəsinin anoda çatmasıdır.

Şəkil 2

Bu cərəyanı yox etmək üçün anod dövrəsinə ləngidici potensialını tətbiq etmək lazımdır. Şəkildən görünür ki, kiçik gərginliklərdəanod cərəyanının gərginlikdən asılılığı xəti deyil.Bu asılılıq Boquslavski-Lenqmyur(ikidə üç qanunu) görə təyin olunur.
(10)
Burada -elektrodların ölçülərindən , formasından asılı olan sabitdir.
Anod gərginliyinin artması ,cərəyanın artmasına səbəb olur. Gərginliyin müəyyən qiymətindən başlayaraq anod cərəyanı artmır. Bu cərəyana doyma cərəyanı deyilir. Doyma cərəyanının qiyməti katodun temperaturundan asılıdır.Doyma cərəyanının yaranmasına səbəb verilmiş temperaturda katodun səthini tərk edən elektronların hamısının anodun səthinə çatmasıdır. Doyma cərəyanını artırmaq üçün,vahid zamanda katodun səthini tərk edən elektronların sayını artırmaq lazımdır, yəni katodun temperaturunu artırmaq lazımdır.
Doyma cərəyanının sıxlığının qiyməti Kvant statistikası əsasında nəzəri olaraq müəyyən edilmiş
(11)
düsturuna görə hesablanır. Burada -Bolsman sabiti; - elektronun verilmiş metaldan (katoddan) çıxış işidir. Bu ifadə Riçardson-Deşmen düsturu adlanır.
(2) ifadəsini loqarifləsək

ifadəsini alariq.
Nəzərə alsaq ki, həddi -yə nəzərən çox zəif dəyişir, onda
(12)

(12) ifadəsində -nin, (temperaturun tərs qiyməti)-dən asılılıq qrafikini qursaq, alınmış düz xəttin absis oxu ilə əməl gətirdiyi bucağın tangesindən elektronun katoddan çıxış işini təyin edə bilərik. Metal səthinə düşən elektromaqnit (işıq)

Şəkil 3

dalğalarının təsiri altında metalın səthindən elektronların çıxması hadisəsi fotoelektron emissiyası adlanır.
Elektron dəstəsi vasitəsilə metalın, yarım keçiricinin səthindən elektronların qapması hadisəsi ikinci növ emissiya hadisəsi adlanır.
İkinci növ emissiya zamanı metalın (yarım keçiricinin) səthini tərk edən elektronların sayının , səthi ilk düşən elektronların sayına olan nisbətinə ikinci növ elektron emissiyasının əmsalı deyilir.

Bu əmsal metalın səthinin vəziyyətindən , səthə düşən elektronların enerjisindən və düşmə bucağından asılı kəmiyyətdir.
Güclü elektrik sahəsinin təsiri nəticəsində metal səthindən elektronların çıxması avtoelektron emissiyası adlanır.Avtoelektron emissiyası soyuq katodda müşahidə oluduğu üçün ona eyni zamanda soyuq emissiya da deyilir. Bu emissiyanı müşahidə etmək üçün katodun yaxınlığında xarici elektrik sahəsinin intensivliyi tərtibində olmalıdır.

Azərbaycan Dövlət Neft Akademiyası Fizika kafedrası
Mühazirə № 20-21 Mühazirətçi-dosent: Akif Ağayev