Laboratoriya ishi 3 tashqi fottoefekt qonunlarini o’rganish

Laboratoriya ishi 3
TASHQI FOTTOEFEKT QONUNLARINI O’RGANISH (VIRTUAL LABORATORIYA)
Kerakli asboblar: UM-2 tipdagi monoxromator, yorug’lik manbai, tok manbai, voltmetr, mikroampermetr, millimetrli qog’oz.
1. NAZARIY QISM
Fotoeffekt deb yorug’lik ta’sirida jismlar sirtidan elektronlarning ajralib chiqishiga aytiladi. Bu hodisani 1887 yilda G.Gerc ochgan bo’lib, 1888 -1889 yillarda Stoletov tajribada tekshirib ko’rdi va quyidagi qonunlarni yaratdi:
1.Fotokatodga tushayotgan yorug’likning spektral tarkibi o’zgarmas bo’lsa, fototokning to’yinish qiymati yorug’lik oqimiga to’g’ri proporcionaldir.
2. Fotokatoddan ajralib chiqayotgan fotoelektronlar boshlang’ich tezliklarining maksimal qiymati yorug’lik intensivligiga bog’lik emas. Yorug’likning to’lqin uzunligi o’zgarsa, fotoelektronlarning maksimal tezliklari ham o’zgaradi.
3. Har bir fotokatod uchun biror "qizil chegara" mavjud bo’lib, undan kattaroq to’lqin uzunlikli yorug’lik ta’sirida fotoeffekt vujudga kelmaydi, “qizil chegara”ning qiymati yorug’lik intensivligiga mutlaqo bog’liq emas, u faqat fotokatod materialining kimyoviy tabiatiga va sirtining holatiga bog’liq.

4. Yorug’likning fotokatodga tushishi bilan fotoelektronlarning hosil bo’lishi orasida sezilarli vaqt o’tmaydi.

Fotoeffekt hodisasini kuzatish sxemasi rasmda (31-rasm) berilgan. Ikki metall elektroddan biri plas-tinka shaklida, ikkinchisi esa to’rsimon shaklda yasalgan bo’lib, ular galvanometr zanjiriga ulangan.
Qurilma qorong’ilikka joylashtiril-ganda zanjir bo’ylab elektr tok kuzatilmaydi. Lekin katod vazifasini o’tayotgan plastinkaning yoritilishi bilanoq zanjirda elektr toki paydo bo’ladi. Anod vazifasini o’tayotgan to’r yoritilsa, zanjirda elektr toki vujudga kelmaydi. Demak, yorug’lik ta’sirida katod sirtidan manfiy zaryadli zarralar ajralib chiqadi va ular anod tomon harakatlanib, zanjirda elektr tokini hosil qiladilar. Bu tokni fototok deb ataladi. Fotoeffekt xodisasi 1905 yilda A. Eynshteyn tomonidan yorug’likning kvant nazariyasini yaratilishiga sabab bo’ldi. Eynshteyn bu sohada Plank gipotezasini rivojlantirib quyidagi g’oyani ilgari surdi: yorug’lik kvantlar tariqasida nurlanibgina qolmay, balki yorug’lik yutilishi ham kvantlar ko’rinishida bo’ladi. Bu g’oyaga asosan, metall sirtiga tushayotgan yorug’lik oqimini yorug’lik kvantlari oqimi deb tasavvur qilish lozim. Eynshteyn fotoeffekt xodisasiga energiyaning saqlanish qonunini qo’lladi. Foton bilan elektronning ta’sirlashuv jarayonida fotonning h energiyasi elektronga o’tadi. Boshqacha aytganda ta’sirlashuvga qadar yorug’lik kvanti tarzida namoyon bo’layotgan energiya ta’sirlashuvdan so’ng elektronning energiyasiga aylanadi. Agar bu energiya etarlicha katta (ya’ni h > A_r) bo’lsa, metalldan elektron ajralib chiqadi. Energiyaning qolgan qismi esa metalldan tashqariga chiqib olgan fotoelektronning maksimal kinetik energiyasi sifatida namoyon bo’ladi:
Shuning uchun (1)
Bu ifoda tashqi fotoeffekt uchun Eynshteyn tenglamasi deyiladi. A_r - elektronning metalldan chiqish ishi: yorug’lik kvantining energiyasidan katta bo’lsa, fotoeffekt ro’y bermaydi. Fotoeffekt hodisasi bo’lishi uchun shart bajarilishi kerak, bu shartga asosan
yoki
chastota yoki to’lqin uzunligi fotoeffektning qizil chegarasi deyiladi.
2.