Referat mаvzu: FotoEffekt Bаjаrdi: Bekmurodov Og’abek Tekshirdi: Polvonov Toshkent-2022 Reja

O‘ZBEKISTON RESPUBLIKАSI OLIУ VА O‘RTА MАXSUS TА’LIM VАZIRLIGI
O‘ZBEKISTON MILLIY UNIVESITETI


REFERAT


Mаvzu: FotoEffekt
Bаjаrdi: Bekmurodov Og’abek
Tekshirdi: Polvonov

Toshkent-2022

Reja:

1. 
   FotEffekt hodisasi
   
2. 
   Tashqi FotoEffekt
   
3. 
   Ichki FotoEffekt
   
4. 
   Kompton Effekti
   

Fotoeffekt — moddalarning elektromagnit nurlanish taʼsirida elektron chiqarishi. F. hodisasini 1887-yilda nemis fizigi G. Gers ochgan. Dastlabki asosiy tadqiqotlarni rus olimi A. G. Stoletov (1888), soʻngra nemis fizigi F. Leonard (1899) oʻtkazgan. F. qonunlarini birinchi boʻlib A. Eynshteyn (1905) nazariy tushuntirgan. F.ning asosiy qonuniyatlari: 1) chiqarilayotgan elektronlar soni nurlanish intensivligiga proporsional; 2) har bir modda uchun uning sirtining maʼlum holatiga va T=0 K trada chegara — nurlanishning eng kichik chastotasi P50 (yoki eng katta toʻlki n uzunligi ^0) mavjud boʻlib, bu chegaradan tashqarida F. sodir boʻlmaydi; 3) fotoelektronlarning eng katta kinetik energiyasi nurlanish chastotasi 03 ortishi bilan chiziqli ortadi va nurlanishning intensivligiga bogʻliq boʻlmaydi. F. — kvant hodisa, uning ochilishi kvant nazariyasini eksperimental asoslashda muhim rol oʻynadi; F. qonuniyatlarini faqat kvant nazariyasi asosida tushuntirish mumkin. Erkin elektron fotonnk yutishi mumkin emas, chunki bunda bir vaqtning oʻzida energiyaning ham, impulsning ham saklanish qonuni bajarilmaydi. Elektron atrof muhit bilan brgʻlanganligi uchun F. hodisasi atom, molekula va kondensatlangan muhitda hosil boʻlishi mumkin. Bu bogʻlanish atomda ionlanish energiyasi ye, bn, kondensatlangan muhitda chiqish ishi A bilan tavsiflanadi. F.dagi energiyaning saklanish qonuni Eynshteyn munosabati bilan ifodalanadi: E=hm — E (yoki E=hw — A), bunda E — fotoelektronning kinetik energiyasi. T=0K va yoruglik intensivligi kichik boʻlganda (amadda koʻp fotonli effektlar boʻlmaganda), agar hv < ye, yoki hv < A boʻlsa, F. boʻlmaydi.
Gazlarda F. ayrim atom va molekulalarda kuzatiladi (fotoionlanish). Bunda foton yutilib, elektron chikarish yoʻli bilan ionlanish yuz beradi. Fotonning ionlashga sarflagan energiyadan boshqa gamma energiyasi chikarilayotgan elektronga beriladi. Kondensatlangan muhitlarda fotonlarni yutish mexanizmi ularning energiyasiga bogʻliq. hv > A da foton utkazuvchanlik elektronlari (metallarda) yoki valentlik elektronlari (yarimoʻtkazgichlar va dielektriklarda) tomonidan yutiladi. Natijada tashqi F. yoki ichki F. kuzatiladi. P GO juda katta boʻlganda (ukvantlar holida) fotoelektronlar atomning chuqur qobiqlaridan urib chiqarilishi mumkin. Koʻpgina metallarning toza sirtlari uchun A>3 eV, shuning uchun metallarda F. ultrabinafsha sohada kuzatiladi. Ishqoriy yer metallari va bariy (Va) uchun F. koʻrinadigan yorugʻlik sohasida ham kuzatiladi.
Fotoeffektning faqatgina birinchi qonunini to‘lqin nazariyasi asosida tushuntirish mumkin. Ammo to‘lqin nazariyasi fotoeffektning ikkinchi va uchinchi qonunlarini tushuntira olmaydi.

Haqiqatdan ham to‘lqin nazariyaga asosan fotokatodga tushayotgan ixtiyoriy to‘lqin uzunlikka ega bo‘lgan yorug‘likning intensivligi ortgan sari ajralib chiqayotgan fotoelektronlarning energiyalari ham ortishi kerak edi. Ammo tajribalarning ko‘rsatishicha, fotoelektronlarning energiyasi yorug‘lik intensivligiga mutlaqo bog‘liq emas.

To‘lqin nazariyasiga asosan, elektron metalldan ajralib chiqishi uchun kerakli energiyani har qanday yorug‘likdan olishi mumkin, ya’ni yorug‘lik to‘lqin uzunligining ahamiyati yo‘q. Faqat yorug‘lik intensivligi yetarlicha katta bo‘lishi lozim. Vaholanki, to‘lqin uzunligi qizil chegaradan katta bo‘lgan yorug‘likning intensivligi har qancha katta bo‘lsa ham, fotoeffekt hodisasi yuz bermaydi. Aksincha, to‘lqin uzunligi qizil chegaradan kichik bo‘lgan yorug‘lik intensivligi nihoyat kuchsiz bo‘lsa ham fotoeffekt hodisasi kuzatiladi. Bundan tashqari, nihoyatda kuchsiz intensivlikdagi yorug‘lik tushayotgan taqdirda, to‘lqin nazariyasiga asosan, yorug‘lik to‘lqinlar tashib kelgan energiyalar evaziga metalldagi elektron ma’lum miqdordagi energiyani to‘plab olishi kerak. Bu energiya elektronning metalldan chiqishi uchun yetarli bo‘lgan holda fotoeffekt sodir bo‘lishi kerak. Hisoblashlarning ko‘rsatishicha, intensivligi juda kam bo‘lgan yorug‘likdan Ach ga yetarli energiyani elektron to‘plab olishi uchun soatlab, hattoki kunlab vaqt o‘tishi lozim ekan. Tajribalarda esa metallga yorug‘likning tushishi va fotoelektronlarning vujudga kelishi orasida 10-9 sekundlar chamasi vaqt o‘tadi, xolos.

Demak, yorug‘likning to‘lqin nazariyasi va fotoeffekt hodisasi o‘rtasida ma’lum mos kelmasliklar mavjud. Shuning uchun yorug‘likni uzluksiz elektromagnit to‘lqin jarayoni deb tasavvur qilish yorug‘lik tabiatini to‘la aks ettira olmaydi. Bu fikr 1905-yilda A.Eynshteynni yorug‘likning kvant nazariyasini yaratishiga olib keldi. Eynshteyn Plank gipotezasini rivojlantirib, yorug‘lik ulushlar shaklida chiqarilgani kabi xuddi shunday ulushlar shaklida yutiladi deb hisoblansa, fotoeffekt qonunlarini tushuntirish mumkin deb ko‘rsatadi. Eynshteynning fikricha, yorug‘lik to‘lqinlari energiyasining oqimi uzluksiz bo‘lmasdan, balki energiyaning diskret ulushlari oqimi bo‘lib, ularni kvantlar yoki fotonlar deyiladi. U vaqtda chastotasi n bo‘lgan har bir yorug‘lik fotonining energiyasi quyidagicha bo‘ladi:

E=hv
h – Plank doimiysi, h=6,62×10–34J×s. Bu g‘oyaga asosan, metall sirtiga tushayotgan yorug‘lik oqimini fotonlar oqimi deb tasavvur qilish mumkin. Eynshteyn fotoeffekt hodisasiga energiyaning saqlanish qonunini qo‘lladi.

Metallga tushgan yorug‘lik fotoni elektron bilan to‘qnashib, o‘zining hn energiyasini to‘liq ravishda elektronga beradi. Foton erkin elektronlar bilan to‘qnashganda energiyasini to‘liq ravishda erkin elektronlarga berishi mumkin bo‘lmaydi. Metallda elektr o‘tkazuvchanlikni ta’minlaydigan elektronlar erkin elektronlar deyiladi. Lekin elektronlar o‘zaro va metall panjaraning boshqa zaryadlari bilan ta’sirlashadi. Shuning uchun ular dinamik ma’noda bog‘langan elektronlar bo‘lib, foton energiyasini to‘liq yuta oladi. Agar foton energiyasi yetarlicha katta qiymatda bo‘lsa, elektron uni metallda ushlab turgan kuchlarni yengib metalldan ajralib chiqadi.
Ichki fotoelektr effekti yarimo'tkazgichlarda va kamroq darajada dielektriklarda kuzatiladi. Ichki fotoelektr effektini kuzatish sxemasi rasmda ko'rsatilgan. Yarimo'tkazgich plastinka galvanometr bilan batareyaning qutblariga ketma -ket ulanadi. Yarimo'tkazgich yuqori qarshilikka ega bo'lgani uchun bu sxemadagi oqim ahamiyatsiz. Biroq, plastinka yoritilganda, davrdagi oqim keskin ko'tariladi. Buning sababi shundaki, yorug'lik yarimo'tkazgich atomlaridan elektronlarni chiqaradi, ular yarimo'tkazgich ichida qolib, uning elektr o'tkazuvchanligini oshiradi (qarshilik kamayadi). Ichki fotoelektrik effektga asoslangan fotosellar yarimo'tkazgichli fotoelementlar yoki fotorezistorlar deb ataladi. Ularni ishlab chiqarish uchun selen, qo'rg'oshin sulfidi, kadmiy sulfidi va boshqa ba'zi yarimo'tkazgichlar ishlatiladi. Yarimo'tkazgichli fotosellarning fotosensitivligi vakuumli fotosellarning fotosensitivligidan yuzlab baravar yuqori. Ba'zi fotosellar aniq spektral sezuvchanlikka ega. Selenli fotosel inson ko'zining spektral sezuvchanligiga yaqin spektral sezuvchanlikka ega Yarimo'tkazgichli fotoelementlarning kamchiligi ularning sezilmaydigan inertligidir: fotoselning yoritilishining o'zgarishiga nisbatan fototokning o'zgarishi kechiktiriladi. Shuning uchun, yarimo'tkazgich
fotosellar tez o'zgaruvchan yorug'lik oqimlarini ro'yxatga olish uchun yaroqsiz.
Fotoselning yana bir turi ichki fotoelektrik effektga asoslangan - blokirovka qatlami yoki vana fotoselli yarimo'tkazgichli fotosel. Ushbu fotoselning diagrammasi rasmda ko'rsatilganMetall plastinka va uning ustiga qo'yilgan ingichka yarimo'tkazgichli qatlam galvanometrli metallni o'z ichiga olgan tashqi elektr zanjiri bilan bog'langan. Yarimo'tkazgich qatlami yoritilganda, ichki fotoelektr effekti tufayli unda erkin elektronlar paydo bo'ladi. (Xaotik harakat jarayonida) blokirovka qiluvchi qatlam orqali metallga o'tishi va teskari yo'nalishda harakat qila olmasligi natijasida bu elektronlar metallda ortiqcha manfiy zaryad hosil qiladi. "O'z" elektronlarining bir qismidan mahrum bo'lgan yarimo'tkazgich musbat zaryadga ega bo'ladi. Yarimo'tkazgich va metall o'rtasida yuzaga keladigan potentsial farq fotosel zanjirida tok hosil qiladi.

Kompton effekti
Korpuskulyar xususiyatlar Kompton effektida to'liq namoyon bo'ladi. 1923 yilda amerikalik fizik Kompton atomlari engil bo'lgan parafin ustida rentgen nurlarining tarqalishini o'rgangan.
X-nurlarining to'lqin nuqtai nazaridan tarqalishi moddaning elektronlarining majburiy tebranishi bilan bog'liq, shuning uchun tarqoq nurning chastotasi tushayotgan yorug'lik chastotasiga to'g'ri kelishi kerak. Biroq, sochilgan yorug'lik to'lqin uzunligini ko'rsatdi. tarqalgan rentgen nurlarining to'lqin uzunligiga va sochuvchi moddaning materialiga bog'liq emas, balki tarqalish yo'nalishiga bog'liq. Shunday qilib, asosiy nurning yo'nalishi bilan tarqoq nurning yo'nalishi orasidagi burchak bo'lsin  qaerda (m).
Bu qonun yadro bilan zaif bog'langan elektronlar bo'lgan engil atomlar (,,,) uchun to'g'ri keladi. Tarqalish jarayonini fotonlarning elektron bilan elastik to'qnashuvi bilan izohlash mumkin. Elektronlar atomdan rentgen nurlari yordamida osongina ajralib chiqadi. Shuning uchun erkin elektronlar orqali tarqalishni ko'rib chiqish mumkin. Imkoniyatga ega bo'lgan foton tinch holatda elektron bilan to'qnashadi va unga energiyaning bir qismini beradi va o'zi tezlikka ega bo'ladi (3 -rasm).

3 -rasm.

Energiya va impulsning saqlanish qonunlaridan foydalanib, biz mutlaqo elastik ta'sirga ega bo'lamiz:  , bu esa eksperimentalga to'g'ri keladi  Bu nurning korpuskulyar nazariyasini isbotlaydi.