2-mavzu. Yorug’likning korpuskulyar nazariyasi. Yorug’lik kvanti-fotonning moddalarda sochilishi

2-mavzu. Yorug’likning korpuskulyar nazariyasi. Yorug’lik kvanti-fotonning moddalarda sochilishi.
Fotoeffekt deganda yorug‘lik ta’sirida metallardan elektronlarning ajralib chiqish hodisasiga aytiladi. Fotoeffekt hodisasi 1887 yili G.Gers tomonidan tajribada topilgan. Bu hodisani tajribada tadqiq qilib, 1888 yili rus fizigi Stoletov uning quyidagi qonunlarini topgan:
1.Fotoeffekt tufayli metalldan chiqayotgan elektronlar soni tushayotgan yorug‘likning intensivligiga proporsional.
2.Fotoeffekt tufayli metalldan chiqayotgan elektronlarning kinetik energiyasi tushayotgan yorug‘likning chastotasiga proporsional.
Biroq ushbu hodisani klassik fizika asosida tushuntirib bo‘lmadi. Buning uchun yorug‘likning to‘lqin xossasidan foydalanib ko‘raylik, ya’ni uni elektromagnit to‘lqin deb qarab, elektronga uning E = E₀ cos t tashkil etuvchisi ta’sir qiladi deb qaraylik, u holda elektronning harakat tenglamasi m = F = e E₀ cos ko‘rinishda bo‘ladi. Bu ifodani bir marta vaqt bo‘yicha integrallash orqali, quyidagi ifodani topamiz:

Bu ifodadan foydalanib, elektronning kinetik energiyasini topsak
buning bir davrdagi o‘rtacha qiymati

Bu ifodaga ko‘ra , demak, elektronlarning kinetik energiyasi tushayotgan yorug‘likning intensivligiga proporsional ekan, bu esa Stoletov qonunlariga zid keladi. Demak yorug‘likning to‘lqin xossasiga asoslanib, fotoeffekt hodisasini tushuntirib bo‘lmas ekan. Buning uchun Plank g‘oyasiga ko‘ra, energiyaning diskretligidan foydalanish, ya’ni yorug‘lik kvantlaridan hamda ularning energiyasini diskretligidan foydalanig kerak.
1905 yili Eynshteyn ushbu g‘oyadan foydalanib, fotoeffekt hodisasini tushuntirgan va o‘zining mashxur formulasini taklif qilgan. Bu tenglama o‘zining ma’nosiga ko‘ra energiyaning saqlanish qonunini ifodalaydi hamda Stoletov topgan qonunlarga mos keladi. ga fotoeffektning qizil chegarasi deyiladi.

Shuni ta’kidlash lozimki, Eynshteyn aynan ushbu tenglamasi uchun 1921 yili Nobel mukofotiga sazovor bo‘lgan. Eynshteyn yorug‘lik kvanti bo‘lgan foton bir vaqtning o‘zida ham zarra, ham to‘lqin xossaga ega ekanligini ya’ni fotonlar uchun korpuskulyar – to‘lqin dualizmni o‘rtaga tashlagan. Demak, fotoeffektni tushuntirishda yorug‘lik kvantining korpuskulyar xossasi yaqqol namoyon bo‘lar ekan. Ushbu xossaning mavjudligini tasdiqlaydigan yana bir hodisaga Kompton effekti deyiladi, uni quyida ko‘rib o‘tamiz.