Фотоэффект муаммоси

4.2. Электронлар эмиссияси. Ф.Ленард тажрибилари

Металл сиртидан электронларни ажралиб чиšишини т¢рт хил й¢л билан амалга ошириш мумкин:

1. 
   Термоэлектрон эмиссия - šиздириш орšали металл сиртидан электронларни ажралиши;
   
2. 
   И
   
   

   4.1-расм. Фотоэлектрон эффекти тажрибасининг чизмаси

   
   
   ккиламчи эмиссия - юšори энергияга эга б¢лган зарралар таъсирида модда сиртидан электронларнинг ажралиши;
   
3. 
   Автоэлектрон эмиссия - кучли электр майдон таъсирида металл сиртидан электронларнинг ажралиши;
   
4. 
   Фотоэлектрон эффект - электромагнит нурланиши таъсирида металл сиртидан электронларнинг ажралиши.
   

Фотоэффект ќодисасини 1887 йилда Генрих Герц томонидан тасодифан кашф этилган. Герцнинг бу кашфиёти жуда к¢п физикларда šизиšиш уйђотди. Дастлаб фотоэффектни 1888-90 йилларда рус олими Александр Григорьевич Столетов ¢рганди ва у топган šонунлар адабиётда фотоэффект учун Столетов šонунлари деб юритилади. Бу ќодисани Герцнинг шогирди Филипп Ленард жуда чуšур ¢рганди ва унга катод нуридаги изланишлари учун 1905 йилда Нобель мукофоти берилди. 4.1-расмда фотоэффект тажрибасининг чизмаси келтирилган. Чизмада S - монохроматик ёруђлик манбаи, К - катод, металл пластинка б¢либ у эмиттер вазифасини ¢тайди, А - анод пластинка эса коллектор (йиђувчи) вазифасини бажаради, G - гальванометр ва V - вольтметр šурилмадаги мос равишда кучсиз фототок ва кучланишни ¢лчайди. R - потенциометр манба кучланишини ¢згартиришига хизмат šилади. Ниќоят Б - батарея.
Фотоэффектни эскпериментал ¢рганган Ф.Ленард к¢йидаги фактларни ¢рнатди:

1. 
   Калий ёки вольфрамдан тайёрланган К - металл пластинкага 10¹⁵Гц частотага эга б¢лган ёруђлик нурланиши тушганда, ундан манфий зарядланган зарралар ажралиб чиšади ва улар А - мусбат электрод томон ќаракат šиладилар;
   
2. 
   Зарралар эмиссияси б¢лиши учун трубкада юšори вакуум б¢лиши зарур. Юšори вакуумни б¢лиши заряд тушувчилар сифатида газ ионлари б¢лишини ќам мустасно этади;
   
3. 
   К ва А орасидаги соќага š¢йилган магнит майдон, заряд ташувчиларни ишораси манфий эканлигини билдиради;
   
4. 
   Эскпериментал й¢л билан олинган муносабат, заряд ташувчилар учун
   

(4.1)
га тенг эканлиги ва бу šиймат Милликен ва Томсон томонидан электрон учун топилган муносабатга мос эканлигини аниšлади.
Эскперимент натижаларидан заряд ташувчиларни фотоэлектронлар эканлиги келаб чиšади. Бу фактларни ¢рнатгандан с¢нг Ф.Ленард тажрибани šуйидагича давом эттирди. К - металл сиртига интенсивлиги доимий I₁ га тенг б¢лган монохроматик ёруђлик нурланишини юборди. Нурланиш таъсирида К-металл сиртидан ажралиб чиššан электронларни А-анодга етиб боришини яхши таъминлаш учун К ва А электронлар оралиђига тезлантирувчи электр майдон берди. А-анодга етиб борган электронлар сонини (яъни, i_ф-фототокни) А ва К электродлараро орасидаги тезлантирувчи потнциал айримага (V) бођлиš графигини тузди. Фототок-кучланиш вольтампер характеристикаси 4.2 а) расмда келтирилган. 4.2 а) расмдан к¢рамизки V=0 б¢лганда ќам, фотоэлементдан i_ф-фототок мавжуд. Бу дегани чекли бошланђич тезликка эга б¢лган муайян электронлар сони мавжуд. V>0 да, яъни потенциал айриманинг ортиши билан i_ф-фототок ќам ортиб боради. V нинг маълум šийматидан бошлаб, потенциал айирма ортса ќам фототок šиймати ¢згаришсиз šолади. Бундан чиšадики, V ни маълум бир šийматидан бошлаб, К-металл сиртидан чиšаётган фотоэлектронлар сони ¢згармай šолади ва шунинг учун бу участкани т¢йиниш фототоки деб юритилади. Монохроматик ёруђлик тушаётганда т¢йиниш фототоки бирлик ваšтда бирлик юзадан чиšаётган фотоэлектронлар сони спектриал таркиби ¢згармас б¢лган ёруђлик оšимига (интенсивлигига) т¢ђри пропорционал (Столетов šонуни), яъни