|
h - Plank doimiysi. h= 6, 62 ·10-34 j.s.
Bu yerda birinchi ko’rib chiqiladigan mavzu tashqi fotoeffekt bo’lib, uning asosiy
mazmunini elektromagnit nurlanish ta’siri natijasida metalldan elektronlarning chiqishi kuzatiladi.
Buning uchun, Gers tajribasini eslab olamiz. Elektrometrga tozalangan rux plastinka o’rnatamiz, so’ngra rux plastinkani ebonit tayoqcha yordamida manfiy ishorali zaryad bilan zaryadlaymiz.
Elektrometrdan taxminan 50 sm nariga simobli-kvars lampani o’rnatamiz va yoqamiz. Bu holda elektrometrning razryadlana boshlaganini kuzatamiz. Agar ruxni musbat zaryadlab, yorug’lik tushirsak, rux plastinka zaryadsizlanmaydi. Demak, yorug’lik ta’sirida musbat zaryadlangan plastinkadan musbat zaryadlar ajralib chiqmas ekan.
Manfiy zaryadlangan metall plastinkadan yorug’lik ta’sirida elektronlarning ajralib chiqish hodisasiga tashqi fotoeffekt deb ataladi. Chiqiuvchi elektronlar soni, plastinkaga tushuvchi yorug’lik oqimiga bog’liqdir. Elektronlar tezligi esa yorug’lik chastotasiga bog’liq bo’ladi.
Ma’lum chastotadan kam chastotali nurlar tushganda fotoeffekt hodisasi kuzatilmaydi. Bu qonuniyatlar kvant nazariya yaratilguncha tajribada topilgan bu qonuniyatlarni yorug’likning elektromagnit to’lqin nazariyasi asosida tushuntirishga urinish natijasiz yakun topdi. So’ngra kvant nazariya asosida tushuntirishga muvaffaq bo’lishdi.
O’quv adabiyotlarda fotoeffektning uchta qonuni bor deb ko’rsatiladi. Bularni bayon qilamiz.
1. To’yinish fototoki katod yoritilganligiga bog’liq, ya’ni vaqt birligida katoddan uchib chiqayotgan elektronlar soni yorug’lik intensivligiga bog’liq.
2. Fotoelektronlarning boshlang’ich tezligi yorug’lik intensivligiga bog’liq bo’lmay, balki yorug’lik chastotasiga bog’liqdir.
3. Har bir modda uchun fotoeffektning qizil chegarasi mavjud bo’lib, ya’ni shunday eng kichik yorug’lik chastotasi mavjud bo’lib, shu chastotadan katta chastotadagi nurlar tushsa, fotoeffekt hodisasi ro’y bermaydi.
Fotoeffekt hodisasini o’rganishni quyidagi ketma-ketlikda bayon qilish maqsadga muvofiqdir.
a) Fotoeffekt hodisasining o’zi bilan o’quvchilarni tanishtirish. Uning kashf etilish tarixi, G. Gers ishlari haqida ma’lumot berish.
b) Bu hodisaning qonuniyatlarini topishga urinish yo’llari, Stoletov ishlari
g) Vakuumli va yarim o’tkazgichli fotoelementlar, ularning texnikada qo’llanishi haqida ma’lumot berish.
Fotoeffekt hodisasini tushuntirishda birinchi ko’rsatilgan tajribaga yana bir bor murojaat qilish kerak.
1) Yaxshi tozalangan rux plastinkani elektrometr sterjen ustiga maxkamlab, manfiy zaryadlab, ultra binafsha nur oqimi bilan yoritamiz. Bu holda elektrometrning razryadlanishni kuzatamiz.
2) Agar yorug’lik oqimini shisha plastinka bilan to’ssak elektrometrning razryadlanishi to’xtaydi.
3) Rux plastinkani musbat zaryadlab avvalgidek yoritsak, elektrometr zaryadlanishi kuzatilmaydi.
4) Yorug’lik oqimi qancha katta bo’lsa, elektrometr za ryadsizlanishi shuncha tez bo’ladi.
5) Rux plastinkani mis keyin qo’rg’oshin plastinka bilan almashtirib tajribani takrorlaymiz, ya’ni avvalgidek, yorug’lik oqimi yuboriladi, tajribani kuzatib o’zingiz xulosa chiqarasiz. Dars davomida quyidagi savollarni o’quvchilar bilan hal qilish maqsadga muvofiq bo’ladi? Shu yerda Yorug’lik porsiyasining energiyasi nimalarga sarf bo’lishi haqida ma’lumot beriladi. bu energiya elektronning metalldan chiqish ishi deb ataladigan A ishga ya’ni, elektronni metalldan uzib chiqarish va elektronga kinetik energiya berishga sarf bo’ladi.
(2.1)
Bu formulani odatda Enshteyn formulasi deb yuritiladi.
Nurlanib chiqqanda va yutilganda yorug’lik o’zini chastotaga bog’liq bo’lgan E=hγ energiyani zarrachalar oqimidek tutadi. Yorug’lik porsiyasi zarracha deb ataladigan narsaga tasodifan juda o’xshash bo’lib chiqdi. Yorug’likning chiqishida va yutilishida namoyon bo’ladigan xossalari korpuskulyar xossalar deb ataladi. Yorug’lik zarrachasining o’zi esa foton yoki yorug’lik kvanti deyiladi. Foton xuddi zarrachalar kabi energiyaning muayyan hγ porsiyasiga ega.
Nisbiylik nazariyasiga ko’ra, hamisha energiya bilan massa orasidagi bog’lanish E=mc orqali ifodalanadi. foton energiyasi E ga teng bo’lgan ligidan uning massasi quyidagicha topiladi.
(2.2)
(2.3)
Fotonning tinchligi massasi m0 bo’lmaydi, ya’ni u tinch holatda mavjud bo’laolmaydi, paydo bo’lgan ondayoq s tezlik oladi.
(3) formuladan topiladigan massa s tezlik bilan harakatlanayotgan fotonning massasidir.
Fotonning ma’lum massasi va tezligiga qarab uning impulsini topish mumkin
(2.4)
Fotonning impulsi yorug’lik nurining yo’nalishi tomonga yo’nalgan bo’ladi.
Shu yerda foto elementlarning yaratilishi va ularning qo’llanishi haqida ma’lumot berib borishi maqsadga muvofiq bo’ladi.
Fotoeffekt hodisasi asosida ishlaydigan qurilmalarga fotoelementlar deyiladi. Fotoelement quyidagicha tuzilgan, qoraga bo’yalgan shisha ballon oldida darcha bo’ladi. SHisha ballon ichki dveoriga fotoeffekt yaxshi ro’y beradigan ishqoriy metallar bo’lmagan natriy, kaliy, seziy moddalar surtiladi va katod rolini o’ynaydi. SHisha ballon o’rtasida esa halqasimon shaklda Anod tayyorlanadi. Fotoelement ishlashini quyidagicha kamayish qilamiz. Agar darcha yopiq bo’lsa, katoddan elektronlar ajralib chiqmaydi. Katod va anod uzuq bo’ladi, natijada galvanometr nolni ko’rsatib turadi.
Agar darchani ochsak, katodga yorug’lik tusha boshlaydi. Natijada katoddan elektronlar ajralib chiqa boshlaydi va anodga boradi, natijada tok o’ta boshlaydi, galvanometr tok hosil bo’lganligini ko’rsatadi.
Fotoelement yaratilishi natijasida kino tilga kirdi, fotoeffektiga asoslangan asboblar buyumlarning o’lchamini har qanday kishidan ham yaxshiroq tekshiradi, mayaklarni va ko’cha chiroqlarini o’z vaqtida yoqib, o’z vaqtida o’chiradi, stanoklarni avtomatik ravishda boshqaradi, zavod-fabrikalarda seriyalab chiqarilayotgan buyumlarni sanaydi, odamlarni metroga kirishini boshqaradi va xokazo. O’qituvchi ilmiy ommabop kitoblardan foydalanib, fotoelementlarni qo’llanishiga tegishli ma’lumotlarni bersa maqsadga muvofiq bo’ladi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
