6 – laboratoriya ishi
FOTOEFFEKT HODISASINI O‘RGANISH
Ishning maqsadi:
fotoeffekt hodisasining fizik mazmuni bilan
tanishish va fotoelement
hossalarini.
Kerakli asboblar:
optik taglik, etalon lampa, mikroampermetr, fotoelement, voltmetr.
NAZARIY QISM
Yorug‘lik ta'sirida modda sirtidan elektronlarni urib chiqarilishiga
fotoelektrik effekt
yoki
tashqi fotoeffekt
deyiladi. Uchib chiqqan fotoelektronlar tufayli vujudga kelgan (hosil
bo‘lgan) elektr toki
fototok
deb ataladi. Tashqi
fotoeffekt, asosan metallarda va metall oksidlarida
kuzatiladi. Mazkur
fotoeffektdan tashqari ichki
va
ventilli fotoeffektlar ham mavjuddir. Ichki fotoeffekt
yarim o‘tkazgichlarda va dielektriklarda kuzatiladi.
Bunda elektronlar yorug‘lik energiyasani yutib, valent
zonadan o‘tkazuvchanlik zonasiga o‘tadi (bog‘langan
holatdan erkin holatga o‘tadi).
Ikki tur elektr o‘tkazuvchanlikka (elektron va
kovak
o‘tkazuvchanlikka)
ega
bo‘lgan
yarimo‘tkazgichlar chegarasiga
yoki metall bilan
yarimo‘tkazgich
chegarasiga
yorug‘lik
tushishi
natijasida elektr yurituvchi kuch paydo bo‘lish hodisasi
ventilli fotoeffekt
deb ataladi, Fotoeffekt hodisasi
birinchi bo‘lib rus olimi A.G.Stoletov
tomonidan batafsil
tekshirilgan. Fotoeffektning qonuniyatlarini o‘rganish uchun 15.1-rasmda tasvirlangan
qurilmadan foydalaniladi. Anod va katodga ega bo‘lgan havosi so‘rib olingan shisha ballonning
devorlari yorug‘lik o‘tkazmaslik uchun qoraytirilgan. Tok manbaining manfiy qutbi katodga
ulangan bo‘lib, katodga yorug‘lik faqat maxsus kvarts oyna bilan qoplangan darcha orqali
tushadi. Yorug‘lik ta'sirida katoddan ajralib chiqqan elektronlar katod atrifida to‘planib elektron
bulutini hisil qilishadi. Ulardan ba'zilarining tezliklari juda katta bo‘lgani
uchun ular anodga
yetib borishadi va fototok hosil qilishadi. Anod va katod orasiga kuchlanish bersak uning
maydonida elektron buluti harakatga keladi va anodga yetib boradi. Natijada anodda paydo
bo‘lgan tokni milliampermetr
mA
qayd qiladi.
Zanjirdagi voltmetr
V
katod-anod orasidagi
kuchlanishni o‘lchash uchun, reostat
R
esa bu kuchlanishni o‘zgartirish uchun xizmat qiladi.
Mazkur qurilma yordamida fototokning volt-amper xarakteristikasi tekshiriladi. Fototokning
katod-anod oralig‘idagi kuchlanishga bog‘liqligini ko‘rsatuvchi
I
F
=
f
(
U
) grafik fototokning
volt-
amper xarakteristiksi
(VAX) deyiladi. 15.2-rasmda tushayotgan yorug‘lik
oqimining ikki
qiymati uchun VAX tasvirlangan, VAX dan ko‘rinishicha, katod-anod oralig‘idagi kuchlanish
U
=0 ga teng bo‘lganda ham fotoelektronlar anodga yetib borib fototokni hosil qiladi. Kuchlanish
ortib borishi bilan fototokning qiymati ham ortib boradi, ya'ni
anodga yetib borayotgach
fotoelektronlar soni ko‘payib boradi. Lekin katod-anod kuchlanishining ma'lum bir qiymatidan
boshlab, berilgan yorug‘lik oqimi uchun fototokning qiymati o‘zgarmas bo‘lib qoladi.
Fototokning bu qiymati
to‘yinish toki
deb ataladi. Katoddan 1 sekundda ajralib chiqqan
elektronlarning barchasini shu vaqt ichida anodga yetib kelishi natijasida paydo bo‘lgan
tokka