Tema: Fotoeffekt. Fotoeffekt nızamları

4. Sırtqı fotoeffekt nızamların úyreniw
Elektromagnit nurlanıw tásiri nátiyjesinde elementlardan elektronlardıń ajralıp chikishi xodisasiga sırtqı fotoeffekt dep ataladı.
Sırtqı fotoeffekt nızamların úyreniw ushın 1-suwretde kórsetilgen qurılmadan paydalanıladı. Xavosi sıpab alınǵan trubaga eki elektrod : anod hám katod jaylastırıladı. Katodga tekseriliwi kerek bolǵan metal oraladı hám D sańlaq arqalı monoxromatik elektromagnit nurlar menen yoritiladi. Anod hám katod arasındaǵı potensiallar parqı R potensiometr arqalı basqarilib, v voltmetr járdeminde olshenedi. Fototok galvanometr menen olshenedi.
Fotoeffektning tiykarǵı xarakteris-tikasi J fototok anod hám katod arasındaǵı potensiallar parqına boq'liq bolıp tabıladı. Bul baylanıslılıǵın fotoeffektning volt-amper xarakteristikası dep ataladı. J1 hám J2 jaqtırtılıp atırǵan jaqtılıq nurınıń intensivligi bolıp tabıladı., qanday da kernewde I fototok toyınıwine eriwiladi, yaǵnıy katoddan shıǵıp atırǵan barlıq elektronlar anodga kelip túsedi. Toyınıw tokı sonı kórsetedi, birlik waqtında elektronlardıń ajralıp shıǵıwı shegaralanǵan bolıp tabıladı. Súwrettiń qıysıq bólegi katoddan elektronlar xar qıylı tezlikte ushıp shıǵıwın ańlatadı. Elektronlardıń ushıp shıǵıwın toqtatıw ushın tormozlaytuǵın elektr maydan payda qılıw kerek boladı, yamasa anodga teris kernew beriledi. Suwretdegi 2- iymek sızıq' yorug, lik nurın intensivligi asıwı nátiyjesinde, elektronlardı birlik waqtında katoddan ajralıp shıǵıwı artpaqtasın kórsetedi. Fototokning 0 hám U0 kernewi aralıǵında payda bolıwı, katoddan jarıq. lik nurı urib shıǵarap atırǵan elektronlardıń kinetik energiyası 0 den ayrıqshagini ańlatadı. Sol energiya esabine elektronlar to'rmozlovchi kernewge salıstırǵanda jumıs atqaradı hám anodga jetip keledi.
Klassik tolqındıń fizikasi járdeminde tek Stoletov nızamın túsindiriw múmkin. Fotoeffektning inersizligini, elektronlardıń tezligi hám kinetik energiyaleri túsip atırǵan Jaqtılıq intensivligine baylanıslı emesligi hám túsip atırǵan Jaqtılıq chastotası artpaqtası menen qızıl shegara bar ekenligin klassik fizika nızamları túsintirip bere almaydı. Klassik teoriyaǵa kóre metalda ustap turıwshı potensial tosıqtan oǵada alatuǵın halda keledi, yaǵnıy shıǵıw jumısın atqaradı. Sonday eken, fotoelektron energiyası túsip atırǵan Jaqtılıq intensivligine to'q'ri boq'liq bolıwı kerek edi. Tájiriybe kórsetedi, tormozlaytuǵın potensial hám fotoelektronlar energiyası intensivlikke boq'liq bolmay, túsip atırǵan Jaqtılıq chastotasına boq'liq bolıp tabıladı.
1905 jılı A. Eynshteyn fotoeffektni teoriyalıq túsintirip berdi. Ol elektromagnit kvantlardıń (fotonlar) bar ekenligin belgileytuǵın gipotezaga tiykarlanadı. Túsip atırǵan Jaqtılıq nurın elektromagnit tolqınları dep qaramastan, olardı bóleksheler kvantı yamasa fotonlar dep belgiledi. Bólekshediń tezligi Jaqtılıqni vakuum daǵı tezligine teń bolıp tabıladı. Kvant energiyası E=hv bolıp, Plank turaqlısı h=6. 62-34 J.S ga teń. Energiya hám massa arasındaǵı boq'liqlikdan foton massası hám impulsi.
Jaqtılıq aǵımındaǵı bóleksheler konsentraciyası Jaqtılıq intensivligine boq'liq bolıp tabıladı. Jaqtılıq kvantı element menen tásirlesiwi nátiyjesinde óz energiyasın element elektronına beredi. Hár bir kvant bir elektrondı urib shıǵaradı. Elektron E=hv foton energiyasın eger onıń energiyası jetkilikli dárejede úlken bolsa, metaldan otilib shıǵıp, shıǵıw jumısın atqaradı. Elektron daǵı qalǵan energiya oǵan kinetik energiya beriwge sarplanadı. Ózgermeytuǵın chastotalı túsip atırǵan Jaqtılıq nurınıń intensivligi fotonlar konsentraciyasına uyqas túrde ózgeredi. Sol sebepli fototok nurlanıw intensivligine proporsional túrde ózgeredi (fotoeffetkning I-nızamı ). Eger nurlanıw intensivligi júdá joqarı bolmasa, hár bir foton birden elektron urib shıǵaradı. Bul jaǵdayda elektron tezligi hám energiyası foton energiyasına hám chastotasına boq'liq boladı (fotoeffektning ekinshi nızamı ). (2) teńlemeden halda Eynshteyn teńlemesi mániske iye bolmaydı. Bul fotoeffektning qızıl shegarası bar ekenligin túsintiredi (fotoeffektning III-nızamı ).