150
Kvantın (sonralar o, foton adlandırıldı) enerjisi şüalanma tezliyi ilə mütənasib-
dir:
= ℎ
. (1)
Burada mütənasiblik əmsalı
ℎ −
Plank sabiti adlanır. Dünyəvi sabit olan Plank
sabitinin ədədi qiyməti təcrübədən təyin olunmuşdur:
ℎ = 6,626 ∙ 10
∙
.
A.Eynşteyn bu fərziyyəni belə əsaslandırdı ki,
diskretlik şüalanma (və ya udul-
ma) mexanizmindən deyil, şüalanmanın (və ya udulmanın) özünün diskret qurulu-
şundan – yəni şüalanmanın kvantlardan (porsiyalardan) ibarət olmasından irəli gə-
lir.
Fotonun (kvantın) xassələri. Foton müasir təsəvvürlərə görə aşağıdakı xassələrə
malikdir:
1. Foton atomda sərbəst halda mövcud deyil, o, atomda elektronların enerji sə-
viyyəsinin dəyişməsi zamanı yaranır.
2. Foton yaşama müddətinə görə davamlı zərrəcikdir.
3. Foton bölünməz zərrəcikdir – onun tərkib hissəsi müəyyən olunmayıbdır.
4, Foton elektrik cəhətdən neytraldır və onun digər fotonlarla qarşılıqlı təsiri
aşkarlanmayıbdır.
5. Fotonun istənilən hesablama sistemində hərəkət sürəti sabit olub işığın vaku-
umdakı sürətinə bərabərdir:
=
≈ 3 ∙ 10
/
.
Fotonun sürəti onun enerjisindən asılı deyildir.
6. Foton impulsa malikdir. Nisbilik nəzəriyyəsinə görə fotonun impulsu:
=
=
ℎ
=
ℎ
. (2)
Bu düstur işığın ikili (dualist) xassəyə malik olduğunu “qanuniləşdirir”: yəni,
işıq həm impulsa malik zərrciklər (foton) seli, həm də
uzunluğuna malik elektro-
maqnit dalğasıdır. Beləliklə, (2) ifadəsi materiyanın fundamental qanunauyğunlu-
ğunu – dalğa və zərrəcik dualizmini təsdiqləyir.
Fotonun impulsa malik olduğunu təcrübi şəkildə ilk dəfə ingilis fiziki və kimyaçısı
Vilyam Kruks (1832–1919) hazırladığı vakuum tərəzisində müşahidə etmişdir.
“Kruks radiometri” adlandırılan bu cihaz işıq fotonlarının impulsunun təsiri nəti-
cəsində işləyir (bax:
a
).
7. Foton maddə ilə qarşılıqlı təsir zamanı udula, səpilə və yeni fotonun yaran-
masına səbəb ola bilir.
8. Foton nüvə sahəsində elektron və pozitron cütünə çevrilə bilir:
→
+
.
Bu çevrilmə isə materiyanın digər fundamental qanunauyğunluğunu, maddə ilə
fiziki sahə arasında qarşılıqlı əlaqənin mövcudluğunu təsdiqləyir.
LAYİHƏ
151
NƏ ÖYRƏNDİNİZ?
“Fotonun anlayış xəritəsi”ni qurun.
Kvantın enerjisi nəyə bərabərdir?
Məsələ. Dalğa uzunluğu
= 6 ∙ 10
olan görünən işıq kvantının enerjisi nəyə
bərabərdir (
ℎ = 6,6 ∙ 10
∙
; = 3 ∙ 10
/
)?
Nəticənin müzakirəsi:
Kvantın enerjisi ilə dalğa uzunluğu arasında hansı münasibət var? Onu necə təyin
etdiniz?
Həyatla əlaqələndirin:
Nəzrin ilə Əhməd dərsdə müəllimin
təqdim etdiyi belə bir sualı müzakirə
edirdi: “
Göyqurşağında görünən spek-
trin hansı rəngində fotonun enerjisi,
impulsu və şüalanmanın dalğa uzun-
luğu böyükdür?”
Nəzrin bənövşəyi şüadakı fotonun
enerjisi ilə impulsunun, qırmızı şüanın
isə dalğa uzunluğunun böyük oldu-
ğunu söylədi. Əhməd tam əksini qeyd
etdi: o, bənövşəyi şüanın dalğa uzun-
luğunun, qırmızıda isə fotonun enerjisi
ilə impulsunun böyük olduğunu bildir-
di.
Kim doğru söyləyir: Nəzrin, yoxsa
Əhməd? Niyə?
ARAŞDIRMA
2
TƏTBİQETMƏ
Özünüzü qiymətləndirin:
№
Suallar
Bilirəm
zəif orta yaxşı
1
Kvantının enerjisi
6, 626 ∙ 10
olan şüalanmanın tezli-
yini və dalğa uzunluğunu təyin edin.
2
Tezliyi
3 ∙ 10
olan ultrabənövşəyi şüalanma kvantı-
nın enerjisi nəyə bərabərdir?
3 Sistemin şüalandırdığı minimum enerji necə adlanır?
4 Fotonun impulsu hansı istiqamətə yönəlir?
5
Ağ işığın hansı şüalanmasının kvantı ən kiçik, hansı kvantı
ən böyük enerjiyə malikdir?
LAYİHƏ
152
4.2. FOTOEFFEKT. FOTOEFFEKT NƏZƏRİYYƏSİ
Fotoelement – işıq enerjisini elektrik enerjisinə çevirən cihazdır.
Yarımkeçirici fotoelement – tərkibinə aşqar əlavə edilməklə sət-
hində p-tip keçiriciliyə malik sahə yaradılmış n-tip silisium kris-
talından ibarətdir.
p-n keçidinin kontaktlarında öz-özünə əks işarəli
yüklər yaranır. Ona görə də bu kontaktlara qısamüd-
dətli cərəyan yaradan mənbə kimi baxmaq olar.
Əgər p-n keçidi işıqlandırılarsa, orada yeni elek-
tron-deşik cütləri yaranmaqla ekoloji təmiz cərəyan
mənbəyi alınar; məsələn, günəş batareyası.
Qazı elektrik keçiricisi etmək üçün orada yükdaşıyıcılar – sərbəst
elektronlar və ionlar ya-
radan mənbələr olmalıdır. Belə mənbələrdən biri ionlaşdırıcının təsiri ilə yaradılmış ion-
lardır. Müstəqil qaz boşalmasında güclü elektrik sahəsinin təsiri ilə böyük kinetik enerji
alan bu ionlar katoda zərbələr endirərək onu öz səthindən elektronlar emissiya etməyə məc-
bur edir. Bu proses
zərbə ilə emissiya hadisəsi (və ya elektron zərbəsi ilə ionlaşma) adlanır.
Beləliklə, müstəqil qaz boşalması zərbə ionlaşması və katodun səthindən elektronların
emissiyası vasitəsilə baş verir.
Vakuum borusundakı katodun qızdırılması nəticəsində elektronların termoelektron emis-
siyası baş verir. Bu elektronlar anodla katod arasına verilən onlarca kilovolt gərginlik hesa-
bına yaradılan sahənin təsiri ilə sürətləndirilir. Sürətlənmiş elektronlar anodla toqquşduqda
onlar kəskin tormozlanır və bu zaman rentgen şüalanması (
X-ray radiation) baş verir.
Metrokartda kifayət qədər balans olmadıqda turniket keçidi qa-
payır. Lakin balans kifayət etdikdə isə turniket keçidi açır və
biz metroya daxil oluruq. Deyirlər ki, turniket və ona oxşar
qurğuların elektrik dövrəsi işıq və kölgənin təsiri ilə qapanıb
açıla bilir.
Metro turnikedi və
ona oxşar qurğu-
ların elektrik
dövrəsinin işə
düşməsinə işıq
necə təsir edə
bilər?
Təchizat: elektrik qövs boşaldıcısı, adi közərmə lampalı işıqlandırıcı, elektrometr, ebonit
və şüşə çubuq, yun və ya ipək parça,
sink və ya mis lövhə, şüşə lövhə
(a)
.
İşin gedişi:
1. Elektrometrin təchiz olunduğu sink lövhəni mənfi yüklə elektrikləndirin (yun parçaya
sürtülən ebonit çubuqla).
2. Qövs boşaldıcısının şüalarını lövhənin səthinə yönəldin və baş verən hadisəni müşa-
hidə edin.
ARAŞDIRMA
1
İşıq şüasının təsiri ilə elektrik cərəyanı necə yaranır?
• KEÇDİKLƏRİNİZİ XATIRLAYIN •
Fizika – 9 və 11
p-sahəsi
n- sahəsi
LAYİHƏ