Elektron emissiya

Fotoelektron emissiya. Fotoelektron emissiyasi (yoki tashqi fotoelektr effekti) hodisasini birinchi marta 1887-yilda G.Gertz kuzatgan.Fotoelektron emissiyasi uchun miqdoriy bogʻlanishlarni oʻrnatish imkonini beruvchi eksperimental tadqiqotlar 1888-yilda A.G.Stoletov tomonidan amalga oshirilgan.Asosiy qonunlar. fotoeffektni A. Eynshteyn yorug'likning foton nazariyalari asosida tushuntirdi. Ushbu nazariyaga ko'ra, nurlanish energiyasi uzluksiz oqim shaklida emas, balki faqat ma'lum qismlarda (kvanta) uzatilishi va yutilishi mumkin va har bir kvant energiya miqdoriga ega. hv, bu yerda h - Plank doimiysi, va v nurlanish chastotasi hisoblanadi. Shunday qilib, elektromagnit nurlanish (ko'rinadigan va ko'rinmas yorug'lik, rentgen nurlari va boshqalar) fotonlar deb ataladigan individual energiya kvantlarining oqimidir. Fotokatod yuzasiga tushganda, foton energiyasi elektronlarga qo'shimcha energiya berishga sarflanadi. Bu energiya tufayli massaga ega bo'lgan elektron men, chiqish ishini bajaradi Voy va Eynshteyn tenglamasi bilan matematik ifodalangan Vo boshlang'ich tezligini oladi:

Agar ish funktsiyasi kvant energiyasidan kichik bo'lsa, elektron katoddan tashqariga chiqishi mumkin, chunki faqat shu sharoitda dastlabki tezlik Vo, va shuning uchun elektronning kinetik energiyasi:

Biz fotoelektr effektining asosiy xususiyatlarini ta'kidlaymiz:

• Fotokatod yuzasi doimiy spektral tarkibli nurlanish oqimi bilan nurlantirilganda, fotoelektron emissiya oqimi oqimning intensivligiga proportsional bo'ladi (Stoletov qonuni):

  
  

qayerda Agar fototokning qiymati; F nurlanish oqimining kattaligi; Kimga fotokatod sirtining nurlanishga sezgirligini tavsiflovchi proportsionallik koeffitsienti.

• Fotokatod chiqaradigan elektronlarning tezligi qanchalik katta bo'lsa, chastota shunchalik yuqori bo'ladi v so'rilgan nurlanish; fotoelektronlarning dastlabki kinetik energiyasi v chastotasining ortishi bilan chiziqli ravishda ortadi.

  
  

• Fotoelektrik effekt faqat chastotali nurlanish oqimi bilan nurlanganda kuzatiladi V ≥ Vcr, bu erda Vcr kritik chastota bo'lib, fotoelektr effektining "qizil chegarasi" deb ataladi. Kritik to'lqin uzunligi:

  
  

, bu erda c - elektromagnit to'lqinlarning tarqalish tezligi. Da l > lk, fotoelektron emissiyasi yo'q.

• Fotoelektr effekti amalda inersiyasizdir, ya'ni nurlanish boshlanishi va fotoelektronlarning paydo bo'lishi o'rtasida kechikish bo'lmaydi (kechikish vaqti 3 10∧-9 s dan oshmaydi).

  
  

Termionik emissiya holatida bo'lgani kabi, fotokatod yaqinidagi tashqi elektr maydonining kuchayishi ham katodning potentsial to'sig'ini pasaytirish orqali fotoelektron emissiyasini oshiradi. Bunday holda, fotoelektr effektining chegarasi uzoqroq to'lqin uzunliklari tomon siljiydi.

Qanaqasiga kamroq ish fotokatod ishlab chiqarilgan metallning chiqishi, bu fotokatod uchun chegara chastotasining qiymati qanchalik past bo'lsa. Masalan, fotokatod ko'rinadigan yorug'likka sezgir bo'lishi uchun uning materiali 3,1 eV dan kam ish funktsiyasiga ega bo'lishi kerak. Bu ish funktsiyasi ishqoriy va ishqoriy tuproq metallari (seziy, kaliy, natriy) uchun xosdir. Fotokatodning nurlanish oqimlarining boshqa diapazonlariga sezgirligini oshirish uchun yarimo'tkazgichli fotokatodlarning murakkabroq turlari (ishqoriy-vodorod, kislorod-seziy, surma-seziy va boshqalar) qo'llaniladi.