§. Qutblanish tekisligining magnit maydoni taʼsirita aylanishi

I — chap doyra bo‘yicha qutblangan nurga tegishli chiziq, S —'ўнг
doyra bo‘yicha qutblangaya nurga tegishli chiziq.
174-§. Shtark hodisasi
Zyeman hodiyeasi atomning optik xossalarini belgilovchi aso- siy elektr zaryadi elektron ekanligini juda aniq ko‘rsatdi. Elektr maydoni ham chiqayotgan yorug‘lik chastotasiga taʼsir ko‘rsat- sa kerak deb o‘ylash tabiiydir. Biroq bu mulohazalarga asoslan- gan oddiy nazariya birmuncha kutilmagan natijalarga olib kelib, magnit maydonidagi garmonik ossillyatorning xarakteridan farq- li ravishda garmonik tebranma harakat elektr maydoni taʼsirida o‘z chastotasini o‘zgartirmasligini ko‘rsatdi (q. 219-mashq).
Spektral chiziqlarning monoxromatikligiga qarab elektronnyng atomdagi tebranishlari garmonik tebranishga juda yaqin desa bo‘- ladi; ko‘pchilik optik hodisalar birinchi taqribda garmonik tebra- nish to‘g‘risidagi tasavvur asosida yaxshi talqin etiladi. Agar tebranish garmonik bo‘lmagan tebranish deb qaralsa, u holda bu nazariya spektral chiziqlarning bo‘linishi uncha ko‘p bo‘lmasligini ko‘rsatadi; chiziqlarning bo‘linishi elektr maydoni kuchlanganligi- ning kvadratiga proporsional bo‘ladi, yaʼni Aso ~ (ye²/2/p²2) E², bu bo‘linish erishish mumkin bo‘lgan eng katta maydonlarda ham w₀. ga nisbatan juda kichik bo‘ladi.
Elektr maydonining spektral chiziqlarga bunday taʼsir ko‘r- satishi mumkinligini Fogt aytgan, ammo o‘zi bu hodisani kuzata olmagan, chunki tajribaning yaxshi chidishi uchun zarur bo‘lgan katta elektr maydonini razryad trubkasida yaratish qiyin bo‘lgan.
Shtark (1913 y.) bu qiyinchilikni yengib, Fogt oldindan aytgan hodisaga hech o‘xshamaydigan hodisani kashf etdi; bu hodisa Shtark hodisasi deb atalgan. Vodorodda kuzatilgan ho- disa kutilganidan aicha kuchli bo‘lgan va undan tashqari, maydonning E kuchlangan- digining byrinchi daraja- siga bog‘liq bo‘lib chiqqan (chiziqli effekt). '

1. 
   Shtark quril- m a s i n i n g x u s u snyat l a r i. Razryad trub- kasidagi gaz yorug‘lanish berganda kuchli ionlanish yuz beradi, buning oqibati- da trubka ichida maydon-
   

R ... I*^Ut/ TT^ 31-8- rayem. Shtark effekta kuzatiladigan ga imkoniyat io‘q Shtark trubkaning sxemasi.
buning yo‘lini topdi: kuch­
li ionlanish bilan yorug‘lanish trubkaning bir qismiga to‘plandi, kuchli maydon esa ionlar bo‘lmagan qismida hosil qilingan, demak, bu qismda yuqori kuchlanishni saqlabturishmumkin; bosimlar far- qi haydash yo‘li bilan o‘zgartirmasdan turilgan, yorug‘lik chiqaradi- ganzarralar teshiklar orqali(kanallar,31.8-rasm)kirgizib turil* gan. YEK oraliq juda kichik (1 mm chamasida), shuning uchun YED kon- densatordagi maydon kuchlanganligi taxminan 100000 V/sm ga yetadi.
Bu trubkada ko‘ndalang effekt yuz beradi. Maxsus qurilma bo‘y- lama effektni kuzatishga imkon beradi (kanal nurlarining hara- kat yo‘nalishida kuzatysh to‘g‘ri emas, chunki bunda hodisani Doppler effekta murakkablashtirib yuboradi).

2. 
   Vodorodga tegishli natijalar. Qo‘ndalang kuzatishda har bir spektral chiziq bir qator l- va o- komponenta- larga bo‘linadi, bu komponentalar dastlabki chiziqqa nisbatan taxminan simmetrii bo‘lib, undan biror minimal masofaga karrali bo‘lgan masofalarda joylashadi; tilga olingan minimal masofa maydon kuchlanganligining birinchi darajasiga proporsional- dir. Vodorod spektridagi har bir chiziqning komponentalari soni har xil bo‘lib, spektral qonuniyatlarga aloqador bo‘lgan tayinli bir qonunga bo‘ysunadi. Intensivlik taqsimotining umumiy manzarasi juda murakkab (31.9-rasm).
   

31.9-расм. Электр майдояида водород спектри чиз иқла- рининг бўлинишя.

Qlassik nazariya (q. oldinga) bu effektni izohlab berolmaydi. Zyemanning anomal effektiga o‘xshab Shtark hodisasini izohlash uchun atom tuzilishining qonunlarini, yaʼni kvant qonunlarini hisobga olish lozim. Bu hodisaning keyinchalik ishlab chiqilgan kvant nazariyasi (Epshteyn — Shvarpshild. 1916 y.) uning hamma xusu- siyatlarini qanoatlanarli ravishda izohlab beradi. Bittadan ortiq zlektronga ega bo‘lgan boshqa ximiyaviy elementlarda Shtark- ning chiziqli effyokti yuz bermaslik sababi ham qanoatlanarli ravishda izo^lab berildi. Geliyning ionlangan bir elektronli atomida vodoroddagiga o‘xshagan chiziqli effekt yuz beradi.

Fogt bashorat kilgan kvadratik effekt ancha keyin (1924 y.) kashf etild i va u ham Shtarkning chiziqli effektiga to‘liq nazariya dositasida_vbog‘landi. Vodorodning spektral chiziqlariga elektr maydonlary ko‘rsatadigln taʼsirni har qanday razryadtrubkasida kuchli maydonlar ustunlik kiladigan katod yaqinida тахмина» kuzatish mumkin (Lo Surdo metodi).
Molekulalararo elektr maydonlarining taʼsiri odatdagi razryad sharoitida chiziqlarning kengayishi orqali namoyon bo‘ladi.YORUG‘LYQNING TA`SIRLARY
Yorug‘lik moddaga taʼsir qilganda yorug‘lik to‘lqinining energiyam moddaga beriladi, natijada turli effektlar yuz berishi mumkin. Shunday qilib, birlamchi protsess yorug‘likning yutilish protsessi ekan. ■ , .
Yorug‘likning yutilgan energiyam eng umumiy vaeng ko‘p bo‘la- digan holda issiqlikka aylanib, yorug‘likni yutayotgan jismning tempyoraturasini bir oz ko‘taradi, Lekin ko‘pincha yorug‘lik energiya- sining bir qismigina issiqlikka aylanib, qolgan qismi esa bosh- .qacha o‘zgarib, yorug‘likning biror taʼsirlarini vujudga* kelty- radi. Bu bo‘limda ‘biz yorug‘lik taʼsir qilayotgan jismning o‘zi yorug‘lik manbaiga aylanib, o‘zidan xususiy yoki majburiy chastota- li nurlanish chiqaradigan hollarni o‘rganmaymiz. Bunday pro- sesslarning bir qismi (majburiy chastotali nurlanish) XXIX bobda ko‘rib chiqilgan edi (yorug‘likning sochilishi). Ularning bosh- qa qismi esa (xususiy chastotali nurlanish) XXXVIII bobda ko‘rib chiqiladi. Bu bo‘limda biz yorug‘lik energiyasining elektronlarning mexanik energiyasiga (fotoeffekt va Kompton effekta) yoki yorug‘- likni yutayotgan butun sistemaning mexanik energiyasiga (yorug‘lik- ning bosimi) aylanish protsesslarini, shuningdek, yorug‘likning turli ximiyaviy taʼsirlarini (fotoximiya, fotografiya, fiziologik optika) ko‘rib chiqamiz.
175- §. Muqaddima

32.1-расм. Герц тажрибасининг схемаси.
Yorug‘likning moddaga ko‘rsatadigan taʼsiri bilinadigan turli hodisalar orasida fotoelektr effektы, yaʼni yorug‘lik taʼsirida moddaning elektronlar. chiqarishi muhim o‘rin egallaydi. Bu ho- disani analiz qilish yorug‘lik kvantlari haqydagi tasavvurni yaratdi va hozirgi zamondagi nazariy tasavvurlarning rivojla nishida juda muhim rol o‘y- nadi. Bundan tashqari, fots- elektr effyokti fbtoelementlar- da qo‘llaniladi, fotoelement- l ar esa fan va texnikaning tur- li sohalarida keng qo‘llanilayo- tir va kelajagi bundan ham porloq.
Fotoeffektning kashf etili- shi tar ix in i 1887 yildan bosh- lagan maʼqul, chunki o‘sha yili
Gers ko‘chlanish berilgan uchqun braligining elektrodlarini . ultrabinafsha nur bilan yoritganda uchqun chiqishi osonlashga- nini kuzatgan. .
Gers toptan hodisani quyidagi osongina qilib ko‘rsa bo‘ladi- gan tajribada kuzatish mumkin (32.1-rasm). G‘ uchqun oraligining kattaligi shunday tanlanadiki, T transformator va S kondensator- dan tashkil toptan sxemada uchqun qiyinlik bilan (bir minutda bir yoki ikki uchqun) chiqsin. Agar toza ruxdan yasalganG‘ elektrod- larni Hg simob lampasining nuri bilan yoritsak, kondensatorning razryadlanishi yengillashadi: agar transformatornint quvvati S kondensatorni tez zaryadlash uchun yetarli bo‘lsa, uchqun tez-tez chiqib turadi. Lampa bilan G‘ elektrodlar ojlacura G shisha plastinka qo‘yib, ultrabinafsha nurlarning yo‘lini to‘ssak, hodisa yuz bermay qo‘yadi.
Galvaks, A. G. Stoletov va boshqa tadkiqotchilarning sistema- li tekshirishlari (1888 y.) natijasida shu narsaaniqlandiki, Gers- ning tajribasida elektrodlarga yorug‘lik taʼsir etishi natijasida zaryadlar ozod bo‘ladi. Elektrodlar o‘rtasidagi elektr may- doniga tushganda bu zaryadlar tezlashadi, atrofdagi gazni ionlash- tiradi va uchqun chiqishiga sababchi bo‘ladi.
A. G. Stoletov fotoeffektga oid tajribalar o‘tkazganda birin- chi bo‘lib elektrodlarga kichik potensiallar farqi bergan, «1888 yilning boshida,— deb yozadi Stoletov,— Gers, Videman va Ebert Galvaksning nurlarning yuqori kuchlanishli elektr razryadlariga ko‘rsatadigan taʼsiriga bagishlangan tajribalarini takrorla- yotib, men zaif potensialli elektr maydonida bunday hodisa bo‘- lish-bo‘lmasligini tekshirib ko‘rmoqchi bo‘ldim... Mening urini- shim kutilgandan ham aʼlo natija берди»⁴. >
Tajribalarnint Stoletov ishlatgan sxemasi 32.2-rasmda ko‘r- yeatilgan. Stoletov tekshirishlarining hozirgacha o‘z ahamiyatini yo‘qotmagan asosiy natijalari quyidagi xulosalardan iborat:

1. 
   Jism yutayotgan ultrabinafsha nurlar eng kuchli taʼsir 32-2- rayem- Stoletovning fotoeffekt - ni kuzatish yuzasidan o‘tkazgan taj- ribalarining sxe.masi.
   

Bu yerdagi elektr zanjiri elementlar bata- reyasi va musbat zaryadlangan plastinkasi simdan to‘r shaklida qilib yasalgan S kon- delsatordan iborat. Yerug‘lik nuri sim elektro dning teshiklaridan o‘tib, manfiy zaryadlangan plastinkaga tushadi. Fototok O galvanometr bilan o‘lchanadi.
ko‘rsatadi («spektrda bunday nurlar qancha ko‘p bo‘lsa, taʼsir shun- chalik katta bo‘ladi”).

2. 
   Fototokning kuchi jiyemning yoritilganligiga proporsio- naldir («boshqa sharoitlar bir xil bo‘lganda nurlarning razryad- lovchi taʼsiri razryadlanadigan sirtga tushayotgan aktiv nurlarning energiyasiga proporsionaldir”).
   
3. 
   Yorug‘lik taʼsirida manfiy zaryadlar ajralib chiqadi («nurlarning taʼsiri datʼiy unipolyar bo‘lib, nurlar musbat zaryadlarni olib ketmaydi; ehtimol, neytral jismlarning nur tushishidan zaryadlangandek bo‘lib ko‘rinishiga mana shu narsa sabab bo‘lsa kerak”).
   

Masalan, elektroskopga ulanib, manfiy zaryadlangan rux plastinka ultrabinafsha nurlar bilan yoritilsa, elektroskop tez zaryadsizlanadi: birots musbat zaryadlangan xuddi o‘sha plastinka yoritilganligiga qaramay o‘z zaryadini yo‘krtmaydi. Diqqat bilan kuzatilganda (juda sezgir elektroskop) zaryadlanmagan plastinka yoritish natijasida musbat zaryadlanishini, yaʼni dastlab o‘zining musbat zaryadini neytrallab turgan manfiy zaryadlarining bir qismini yo‘qotishini seziщ mumkin.
Bir necha yildan keyin (1898 yilda) Lenard va Tomson ajralib chiqayotgan zaryadlarning elektr va magnit maydonlarida burilishiga qarab ye]t ni o‘lchadilar. Bu o‘lchashlardan — ning t qiymati 1,76-10⁷SGSM ga teng ekani topildi, shunday qilib, yorug‘- lik taʼsirida ajralib chikayotgan manfiy zaryadlar elektronlar ekanligi isbotlandi.
176-§. Fotoeffekt qonunlari

32.3-раем. Фототокнинг кучланиш ва ёруғлик ку- чига боғлиқлигинн ўрга- ниш схемаси.
a. To‘yinish toki. Fototok ku chini o‘rganishda Stoletovning sxemasiga o‘xshash sxema qo‘llaniladi (32.3-rasm). Bu sxe- mada R — yoritiladigan metall plastinka, N—G galvanometr orqali V batareyaning mos sutbiga ulangan ikkinchi plastinka. Yoruglik taʼsirida R plastinkadan chiqayotgan elektronlar V batareyaning taʼsirida N plastinka tomonga harakat qiladi va simlar orqali galvanometrga borib.V batareyaning tokini ulaydi yaʼni zaryadlar oqimini tutashtiradi, Birinchi tekshiruvchilar bu hodisaning yoritilayotgan sirtning tozaligiga juda ko‘p bog‘liq ekanligini aniqlashdi. Shunin g uchun aniq bajariladigan tajriba- larda mexanik usulda yaxshilab tozalan- gan sirtlar bilan yoki, yaxshisi, metall- ni vakuumda bug‘lantirib yalatish orqali yasalgan sirtlar bilan ish ko‘riladi. O‘l- chash vaqtida R va N elektrodlar o‘rtasida yuqori vakuum saqlanib turiladi, chunki elektrodlar o‘rtasida gaz bo‘lishi sirtning xususiyatlarini ko‘p o‘zgartiradi hamda zaryadlarning chiqish va ko‘chish sharoitlarini qiyinlashti- radi. Yoritilganlykni o‘zgartirmay V batareyaning kuchlanishini o‘zgartirsak, galvanometr ko‘rsatayotgan tok kuchining qiymatini maʼlum chegaralarda o‘zgartirishimiz mumkin. Biroq tajribani yuqori vakuumda o‘tkazib, elektrodlarning shaklini o‘zgartirib yoritilgan sirtdan chiqayotgan barcha zaryadlar tezlashtiruvchi maydon yordamisiz ham ikkinchi elektrodga tushadigan qilsak⁵, u holda fototokning kuchi maydonni kuchaytirganda ortmaydi. Aksincha, elektronlarning yoritilgan sirtdan ikkinchi elektrod tomonga kilayotgan harakatiga xalaqit beradigan qilib yo‘naltirilgan sekinlantiruvchi maydon fotogokni kamaytirishi va hatto nolga teng qilib qo‘yishi mumkin.
Haqiqatan ham, tajriba bu mulohazalarga mos ravishda I fototok kuchining elektrodlarga berilgai V potensiallar farqiga bog‘lanishi (yaʼni fototokning xarakteristikam) 32.4-rayemdagi ko‘rinishga (tutash egri chiziq) ega ekanlngi haqida dalolat beradi. Agar elektrodlarning shakli va o‘zaro joylashishi yukrrida aytib o‘tilgan talablarga javob bermasa, fototokning xarakteristikasi birmuncha o‘zgaradi (q. 32.4-rayemdagi punktir egri chiziq). Biroq bu xarakteristikaning baʼzi mu- him xususiyatlari o‘zgarmay qo- ladi: uncha katta bo‘lmagan tezlashtiruvchi potensiallar farqi berilganda tok uzgarmas qiimatga eta bo‘ladi (tuyinish toki); maʼ- lum sekinlashtiruvchi (tormozlov- chi) potensiallar- farqi beril-
32.4-rayem. Fototok xarakteristikam, ganda tokning kiimati nolga teng bo‘lib qoladi. Fototokning to‘yinishga intilishini A. G. Stoletov ham ko‘rsatib o‘tgan edi.
To‘yinish toki yorug‘lik taʼsirida ajralib chiqqan barcha elek- tronlarning galvanometr zanjiri orqali o‘tadigan щaroitga moye kelgani uchun to‘yinish tokining kuchini yorug‘likning fotoelektr taʼsiri birligi sifatida qabul qilish mumkin.

2. 
   To‘yinish tokining tushayotgan yorug‘lik intensiv l i g i g a bog‘liq b o‘ l i щ i. Puxta o‘tkazilgan o‘lchashlar to‘yinish tokining kuchi metall yutgan yorug‘lik oqimiga qatʼiy proporsional ekanligini ko‘rsatadi. Metallarda yutilgan yorug‘likning intensivligi tushayotgan yorug‘likning intensivligiga proporsional bo‘lgani uchun, fotoeffektning asosiy qonunini quyidagicha taʼriflash mumkin: to‘yinish fototokining kuchi sirtga tushayotgan yoruglik oqimiga to‘g‘ri proporsionaldir.
   

Bu Qonun yorug‘lik intensivliklarining juda keng interva- lida tekshirib ko‘rilgan va juda to‘g‘ri bajariladi. Shu qonun tufayli fotoelementlardan juda yaxshi obʼektiv fotometrlar sifatida foydalanish mumkin.
Yuqorida qayd qilingan qonun juda to‘g‘ri bajarilishi uchun o‘lchanayotgan to‘yinish toki yorug‘lik taʼsirida ajralib chiqayotgan elektronlardangina hosil bo‘lishi kerak. Bu shart yorug‘likka sez- gir sirt vakuumga joylashtirilgan holdagina bajariladi. Gaz bilan to‘ldirilgan va elektron emissiya tokiga ionlanish toki qo‘shilishi natijasida, odatda, ancha sezgirroq bo‘lgan asboblarda to‘yinish toki kuchining yorug‘lik intensivligiga oddiy proporsional bo‘lish qonunidan baʼzi chetlanishlar kuzatilishi mumkin: shuning uchun bunday asboblardan o‘lchov maqsadlarida foydalan- ganda maʼlum ehtiyotkorlik choralarini ko‘rish kerak.

2. 
   Fotoelektronlarning tezliklari. Fototok xarakteristikasini o‘rganganda (q. 32.4-rayem) elektrodlarga sekinlantiruvchi (tormozlovchi) elektr maydoni taʼsir qilganda tok kuchi kamayishini aniqlaymiz. Bun dan elektron larning bir qismi metalldan chiqayotganda ~ nvw² kinetik energiyaga ega bo‘lib, bu energiya berilgan potensiallar ayirmasini yengish uchun bajari- ladigan ishdan kichik, degan xulosa kelib chiqadi. Tokni nolga aylantiradigan V potensiallar ayirmasini tanlab olib, biz barcha elektronlarni, hatto eng tez harakatlanadigan elektronlarni ham ushlab qolamiz. Shunday qilib yuqorida ko‘rilgan tajribalar yoruglik taʼsirida chiqayotgan elektronlarning maksimal w_m tezligini quyidagi munosabatdan topish mumkin:
   

T_m-^ = eV. (176.1)
Elektrodlar eng qulay joylaщgan xrlda ham fototok xarakte- ristikasi darhol uzilmasdan, balki asta-sekin nolgacha tuщishi chiqayotgan elektronlarning ^yezliklari turli ekanligini ko‘rsa- tadi: eng sekin harakatlanadigan etGektronlarni juda zaif se- kinlashtiruvchi maydon ham to‘xtatadi; eng tez harakatlanuvchi elektronlarni to‘xtatish uchun qarshi yo‘nalgan V potensiallar ayirmasi kerak bo‘ladi. Xarakteristikaning pasayish qonunlarini o‘rganish yo‘li bilan elektronlarning tezliklar bo‘yicha taqsimo- tini aniqlab olish mumkin. Tezliklarning bunday turli xil qiy- matga ega bo‘lishining sababi yorug‘lik taʼsirida metallning sirti- dagi elektronlargina emas, balki chuqurroqda yotgan elektronlar ham chiqishi mumkinligidadir; chuqurroqda yotgan elektronlar yorug‘- lik energiyasini yutish natijasida ega bo‘lgan tezligining bir qismini metall yuziga chiqmasdan avval metallning ichidagi taso- difiy to‘qnashishlar natijasida yo‘qotadi.
Shuning uchun (176.1) mo‘nosabat orqali aniqlanadigan maksimal tezlik fizik ahamiyatga ega, chunki bu tezlik yorug‘lik taʼsirida chiqayotgan elektronga uzatilgan energiyani xarakterlaydi. Lekin metall sirtndagi elektronga w tezlik berib chiqarish
uchun unga — mw² ga teng energiya uzatish kifoya deb o‘ylash xato £
bo‘lur edi. Maʼlumki, metall sirtidan o‘tishda elektron o‘zining chiqishiga ko‘rsatiladigan qarshilikni yengish uchun maʼlum R ish bajarishi kerak. Bu siqish uuiti odatdagi sharoitda metalldagi erkin elektronlarning metalldan chiqib ketishiga qarshilik qi- I ladi. Bu ish turli metal lar uchun har xil bo‘lib, ikki xil metall 1 parchalarini bir-biriga tekkizganda ular o‘rtasida kontakt po- I tensiallar farqi. paydo bo‘ladi. Chiqish ishini termoelektron 1 emissiyasi hodisasi yordamida ham aniqlash mumkin, chunki cho‘g‘lan- 1 tirilgan metallning birlik yuzidan bir sekundda chiqayotgan elek- I tronlarning miqdori chiqish ishining kattaligiga ko‘p bog‘liq, 1
Shunday qilib, elektronning chiqish ishi R ga teng bo‘lgan 1 plastinkadan w_m maksimalTgezlik bilan chiqshpi uchun unga uzatish 1 kerak bo‘lgan 8 energiyani 9