6. Fotoeffekt va uning qonunlari. Fotonlar energiyasi va impulsi. Kompton effekti. Yorug`likning bosimi. Yorug`likning issiqlik va ximiyaviy ta’siri. Fotolyuminestsentsiya, fluorestsentsiya va fosforestsentsiya
Yüklə 0,6 Mb. Pdf görüntüsü
|
|
Fotoeffekt. Fotonlar
Fotoelektrik effekt 1887 yilda nemis olimi G.Gers tomonidan kashf qilingan, 1888-1890 yillarda rus olimi A.G.Stoletov tomonidan atroflicha tajribada o’rganilgan. Fotoeffekt hodisasini shuningdek 1900 yilda Lenard ham tadqiq qilgan.Bu hodisa tashqaridan tushayotgan yorug’lik ta’siri ostida moddalardan elektronlarning urilib chiqarilishi ekanligi tushunarli bo’lgan. Fotoeffekt o’rganilgan tajriba sxemasi rasmda berilgan. Tajribada ikkita metall elektrodi bo’lgan shisha vakuum ballonidan foydalanilgan. Elektrodlarga U kuchlanish berilgan. Kuchlanish qutblanishi ikkitalik kalit yordamida o’zgartirilgan. Elektrodlardam biri (K -katod) kvarsli darcha orqali biror to’lqin uzunligidagi monoxromatik nur bilan yoritilgan. O’zgarmas yorug’lik oqimida fototok kuchining yuklatilgan kuchlanishga bog’liqligi yozib olingan. Rasmda yorug’lik oqimining intensivligining ikkita qiymatida I=I(U) bog’lanish keltirilgan. Olingan gragiklar shuni ko’rsatadiki, kuchlanishning yetarlicha katta qiymatlarida A-anoddagi fototok to’yinishga erishadi, chunki yorug’likning katoddan urib chiqargan barcha elektronlari anodga yetib boradi. Aniq o’lchashlar ko’rsatadiki, I(t)-to’yingan tok tushayotgan yorug’lik intensivligiga to’gri proporsional bo’ladi.
Anoddagi kuchlanish manfiy bo’lganda anod va katod o’rtasidagi elektr maydoni elektronlarni tormozlaydi. Anodga kinetik energiyalari (eU 0 ) dan katta bo’lgan elektronlargina yetib bora oladi. Agar anoddagi kuchlanish - U 0 dan kichik bo’lsa, fototok yo’qoladi. U 0 ni o’lchab, fotoelektronlarning maksimal kinetik energiyasini: 0 max 2 2
mv
o’lchash mumkin bo’ladi. U 0 -ning tushayotgan yorug’lik oqimi intensivligiga bog’liq bo’lmasligi olimlarni hayron qoldirgan. O’lchashlar U 0 -ning chastotaga chiziqli bog’lanishda ekanligini ko’rsatgan. Ko’plab ekeperimentatorlar tomonidan fotoeffektning quyidagi qonunlari topilgan: 1. Fotoelektronlar maksimal kinetik energiyalari yorug’lik chastotasi oshishi bilan chizikli ortaboradi, yoruglik intensivligiga bog’liq bo’lmaydi; 2.Har bir modda uchun fotoeffektning qizil chegarasi mavjud bo’ladi. Bu chegara fotoeffekt mumkin bo’lgan chastotaning eng kichik kiymati bilan aniqlanadi: min
0
3.Yorug’lik tomonidan 1s vaqt ichida urib chiqarilayotgan fotoelektronlar somi yorug’lik intensivligiga to’g’ri proporsional bo’ladi. 4.Fotoffskt amalda insrsiyaga ega emas, ya’ni katodni yorug’lik bilan yoritilgan choqdan (yoruglik chastotasi min 0
sharti bajarilsa) fototok hosil bo’ladi.Bu qonuniyatlarning barchasi moddainng yorug’lik bilan o’zaro ta’siri bo’yicha klassik fizikaiing tasavvurlariga qarama-qarshidir. To’lqin tasavvurlarga ko’ra, elektron yorug’likning elektromagnit to’lqini bilam o’zaro ta’siri vaqtida u yorug’lik intensivligiga bog’liq ravishda asta-sekin energiya to’plab, katoddan uchib chiqishi kerak, buning uchun esa biroz vaqt talab qilingan bo’lar edi. Hisoblar bu vaqtning minutlar yoki soatlar bilan o’lchanishini ko’rsatadi. Lekin tajriba fotoffektni katodni yorug’lik bilan nurlantirilgan zamonoq paydo bo’lishini ko’rsatadi. To’lqin tasavvuri bo’yicha fotoeffektning qizil chegarasining mavjudligini ham
tushuntirib bo’lmaydi Shuningdek, fotoelektronlar energiyasining yorug’lik oqimi energiyasiga, maksimal kinetik energiyasining yorug’lik chastotasiga chiziqli proporsionalligini ham bu tasavvur doirasida tushuntirib bo’lmaydi. qilib, yorug’likning elektromagnit nazariyasi fotoeffekt qonuniyatlarini mutlaqo tushuntira olmas ekan. Bu qiyinchiliklardan chiqish yo’lini 1905 yilda A.Eynshteyn ko’rsatdi. Eynshteyn Plank gipotezasiga asoslanib, fotoeffekt qonuniyatlarini to’laligicha tushuntirib berdi. Buning uchun u shunday xulosaga keldiki, yorug’lik uzlukli (diskret) struktura hisoblanadi. Elektromagnit to’lqin ham nurlanish kabi alohida porsiyalar-kvantlardan iborat. Bu kvantlar keyinchalik fotonlar deb ataldi. Modda bilan foton o’zaro ta’siri vaqtida o’zining barcha energiyasini bitta elektronga beradi. Bu energiyaning bir qismini elektron modda atomlari bilan to’qnashganda sochib yuborishi mumkin. Bundan tashqari, elektron energiyasining bir qismini metall-vakuum chegarasida mavjud bo'lgan potensial to’siqni yengishga sarf qiladi. Buning uchum elektron katod yasalgan modda xossasiga bog’liq bo’lgan chiqish ishini bajarishi lozim bo’ladi. Katoddan uchib chiqqan elektronning eng katta kinetik energiyasi, energiyaning saqlanish konuniga ko’ra Yüklə 0,6 Mb. Dostları ilə paylaş:
|