Biofizika kitob yangisi 2013. doc

м
Ж
⋅
ga yaqin, yer sirtiga 25 foizi yetib keladi.
Klassik elektrodinamika asosida olingan ifodalar nurlanishning tajriba 
natijalari bilan to’la mos kelmasligi aniqlandi. 1900 yili nemis olimi Plank tajriba 
natijalarini to’la tushuntiruvchi nazariyani yaratdi. 
Plank gipotezasiga binoan atom ossilyatorlari uzluksiz emas, balki porsiya-
kvant shaklida nur chiqaradi va yutadi ,uning energiyasi 
PDF created with pdfFactory Pro trial version 
www.pdffactory.com

---

183
Ye = h 
υ
34
10
625
,
6
−
⋅
=
h
J.s - Plank doimiysi. (8.36) 
Demak, energiya diskret qiymatlarni qabul qiladi. Ye = nh
υ
(n = 1,2, 3...) 
1900 yil 14 dekabrda shu masala nemis fiziklar jamiyatida e’lon qilindi va bu 
kun kvant mexanikasining tug’ilish kuni hisoblanadi. Katta to’lqin uzunliklar 
uchun energiyaning uzuqligi sezilmaydi, kichik to’lqinlar uchun yaxshi namoyon 
bo’ladi. Plank nazariyasiga asoslangan holda 1905 yilda Eynshteyn yorug’likning 
kvant nazariyasini, Bor esa 1913 yilda atom tuzilishining kvant nazariyasini ishlab 
chiqdi. 
Eynshteyn nazariyasiga binoan yorug’lik kvant shaklida chiqariladi va 
yutiladi. Ularni fotonlar deb atadi. Uning energiyasi Ye = h
ν
, massasi 
2
c
h
m
υ
=
impulsi 
c
h
P
υ
=
. Foton kvazizarracha tezligi s, uning tinchlikda massasi yo’q. Agar 
foton impulsga ega bo’lsa, yorug’lik yuzaga bosim berishi kerak. 
Bu bosim
)
1
(
ρ
υ
+
=
N
c
h
P
(8.37) 
ifoda orqali aniqlanishi kerak. bunda 
ρ
– qaytarish koeffisiyenti. 
N – 1 sekundda tushuvchi fotonlar soni. 
8.13-rasm. Yorug’lik bosimini o’lchashdagi Lebedev tajribasi qurilmasi. 
1- ko’zgusimon sirt, 2- qoraytirilgan sirt 
Bu bosimni tajribada 1899 yilda rus olimi Lebedev aniqladi. Ko’zgusimon 
sirtda bosim, qoraytirilgan sirtga qaraganda ikki marta katta bo’ladi(8.13-rasm). 
Yorug’lik kvant xossalarini A.Kompton effekti yaqqol ko’rsatadi. Ame-rika 
fizigi A.Kompton 1923 yilda monoxromatik rentgen nurlarning yengil atomlardan 
sochilishini kuzata turib, sochilgan nur tarkibida boshlang’ich to’lqin uzunlik bilan 
bir qatorda kattaroq to’lqin uzunlik borligini payqadi.
1 
2 
PDF created with pdfFactory Pro trial version 
www.pdffactory.com

---

184
8.14-rasm. Kompton effektini ifodalovchi chizma.P
γ
-rentgen fotoni impulsi,P
e
-
elektron impulsi, P
γ
’
-sochilgan rentgen fotoni impulsi 
Tajribalarni ko’rsatishicha 
λ
λ
λ
−
′
=
∆
ayirma tushuvchi 
λ
to’lqin uzunlikka 
va moddaga bog’liq bo’lmasdan faqat 
θ
sochilish burchagiga bog’liq ekan.
λ
λ
λ
−
′
=
∆
= 2
⋅
c
λ
Sin
2
2
2
θ
(8.38) 
c
λ
- kompton to’lqin uzunligi. 
λ
′
- sochilgan nur to’lqin uzunligi. 
Fotoelektrik effekt – yorug’lik ta’sirida elektronlarning metallardan chiqish 
hodisasiga aytiladi.
1. Agarda yorug’lik ta’sirida elektronlar metall sirtidan tashqariga chiqsa, 
tashqi fotoeffekt deyiladi.
2. Agarda elektronlar metaldan chiqmasdan erkin holatiga o’tsa ichki 
fotoeffekt deyiladi. 
Fotoeffekt hodisasini 1887 yilda Gers kuzatgan. Bu hodisa qonuniyatlarini rus 
olimi Stoletov o’rgangan. Katodni turli xil to’lqin uzunlikli nurlar bilan yoritib, 
Stoletov quyidagi xulosaga keldi: 
1) Eng effektiv fotoeffekt ultrabinafsha nurlar ta’sirida hosil bo’ladi. 
2) Yorug’lik ta’sirida modda faqat manfiy elektronlarni yo’qotadi. 
8.15-rasm. Fotoeffektni kuzatuvchi qurilma chizmasi va uning volt-amper 
xarakteristikasi: Bunda K-katod, A-anod, e-elektron, U-kuchlanish, I-tok kuchi 
Yorug’lik ta’sirida hosil bo’ladigan tok kuchi yorug’lik intensivligiga 
proporsionaldir. 1898 yilda Dj.Tomson chiqayotgan zarrachalar solishtirma 
zaryadini o’lchab, bu zarrachalar elektron ekanini aniqladi. Ichki fotoeffektga 
o’xshash yana ventil fotoeffekt ham mavjud.
e 
PDF created with pdfFactory Pro trial version 
www.pdffactory.com

---

185
Bu holda ikki yarim o’tkazgich tutashgan joyni yorug’lik bilan yoritganda 
EYuK hosil bo’ladi. Bu hodisa yorug’likni to’g’ridan-to’g’ri elektr energiyasiga 
aylantirishda qo’llaniladi. 
Metallarda tashqi fotoeffekt uchta jarayondan iborat. 
1. O’tkazuvchan 
elektronning 
fotonni 
yutishi 
natijasida 
elektronning kinetik energiyasi oshadi.
2. Elektronning metall yuzi tomon harakati yuzaga keladi. 
3. Elektronning metalldan chiqishi yuz beradi. 
Bu jarayonlarni Enshteyn o’rgangan va quyidagi tenglamani taklif qilgan.
2
2
mv
A
hv
+
=
(8.39) 
Bu tenglama Eynshteyn tenglamasi deb yuritiladi. 
Bunda Ye = hv – foton energiyasi, A – elektronning chiqish ishi. 
2
2
mv
metalldan chiqqan elektronning kinetik energiyasi. 
Agar metalni monoxromatik nur bilan yoritsak va uning chastotasini 
kamaytira borsak, biror chastotadan boshlab fotoeffekt kuzatilmaydi. Bunga 
fotoeffektning qizil chegarasi deyiladi. Bu holda Ye
k
= 0, ya’ni hv
cheg 
= A
yoki 
λ
ν
c
=
bo’lganidan, qizil chegara to’lqin uzunligi uchun
A
hc
чег
=
λ
(8.40) 
Ichki fotoeffekt yarim o’tkazgich va dielektriklarni yoritishda kuzatiladi. 
Foton elektronni valent zonadan o’tkazuvchanlik zonasiga o’tkazadi va 
fotoo’tkazuvchanlik yuzaga keladi. Fotoeffektning quyidagi qonunlari mavjud: 
1. To’yinish fototoki kuchi yorug’lik oqimiga to’g’ri proporsional 
I = kF
(8.41) 
k – yoritiladigan sirt fotosezgirligi






люмен
мА
2. Tushayotgan yorug’lik chastotasi ortishi bilan fotoelektronlarning tezligi 
orta boradi va u yorug’likning intensivligiga bog’liq emas. 
3. Har bir metall uchun «fotoeffektning qizil» chegarasi mavjuddir, ya’ni 
eng kichik chastota, undan past chastotalarda fotoeffekt kuzatilmaydi. 
Fotoqarshiliklar (fotorezistorlar) juda yuqori integral sezgirlikka ega 
asboblardir. Ularni yasash uchun P
в
S, CdS, P
в
Se va boshqa elementlardan 
foydalaniladi. 
Fotoqarshiliklar spektrning infraqizil sohalarida ham (3 - 4 mkm) o’lchash 
olib borishga imkon beradi. Ularning o’lchami kichik, lekin kamchiligi – inersiyali 
bo’lganligi uchun tez o’tuvchi jarayonlarda qo’llab bo’lmaydi. 
Ventil fotoelementlar integral sezgirligi 2 - 30 mA/lm bo’lgan selenli, 
kuproksidli oltingugurt– kumushli va h.k turlari mavjud.
Ayniqsa kremniyli fotoelementlar quyosh batareyalarida ishlatiladi, ularning 
FIK ~ 10 % atrofida bo’lib, uni 22 % gacha oshirish mumkin. Ular turli 
PDF created with pdfFactory Pro trial version 
www.pdffactory.com

---

186
jarayonlarni nazorat qilishda, avtomatlashtirishda, harbiy texnikada, ovozli kinoda, 
lokasiyada, aloqa tizimida, boshqaruv tizimida ishlatiladi. 
Fotoeffekt hodisasi asosida ishlaydigan asboblar fotoelementlar deb ataladi. 
Fotoelementlar anod va katoddan iborat bo’lib asosiy harakteristikasi sezgirligi, 
ya’ni tushgan yorug’lik oqimi ta’sirida paydo bo’ladigan fototok kuchining 
)
(I
oqimga 
)
(Ф
nisbatidir:
Ф
I
. Uning birligi esa 
лм
мА
o’lchanadi.
Vakuum fotoelement sezgirligi ~ 100 mkA/lm atrofida bo’ladi. 
8.16-rasm. Fotokuchaytirgichning sxematik tasviri
Fototokning kuchini oshirish uchun gaz bilan to’ldirilgan fotoele-mentlar 
qo’llaniladi. Ularda mustaqil bo’lmagan razryad mavjud bo’lib, ya’ni metall yuzi 
birlamchi elektronlar bilan bombardimon qilinadi va bunda ikkilamchi elektronlar 
chiqadi. Fototok miqdorini oshirish uchun fotoelektron kuchaytirgichlardan (FEK) 
foydalaniladi. Ularda ikkilamchi elektronlar emissiyasidan foydalaniladi. 
Kuchaytirish koeffisiyenti ~ 10
7
, kuchlanish 1 - 1,5 kV, sezgirligi ~ 10 A/lm.
Ushbu asboblar kichik nurlanishlarni o’lchash uchun ishlatiladi. Masalan; 
juda kichik biolyuminessensiyalarni qayd qilishda ishlatiladi.
Tibbiyotda rentgen nurlarining yoritilganligini oshirish uchun qo’llaniladi. Bu 
esa nurlanish dozasini kamaytiradi.