Kerakli asboblar: optik taglik, etalon lampa, mikroampermetr, fotoelement, voltmetr. Nazariy qism

to‘yinish fototoki
deyiladi. To‘yinish fototoki yorug‘lik oqimiga mutanosibdir, ya'ni qancha ko‘p 
yorug‘lik tushsa, shunchalik ko‘p elektronlar ajralib chiqadi (15.2-rasmda 

2

1
), Yorug‘lik 
ta'sirida katoddan ajralib chiqayotgan elektronlar har xil boshlang‘ich tezliklarga ega. Shuning 
uchun katod-anod oralig‘idagi maydon tormozlovchi bo‘lganda ham (anod manfiy, katod musbat 
potensialga ega) anodga yetib keluvchi elektronlar mavjuddir. Tormozlovchi maydonning 
potensial energiyasi elektronlarning maksimal kinetik energiyasiga teng bo‘lgandagi 
15.1–rasm 
Yorug‘lik 

---

kuchlanishning qiymatida fototok yo‘qoladi, ya'ni 
anodga elektronlar yetib kelmaydi. Kuchlanishning 
bu qiymati to‘xtatish kuchlanishi 
U
o
deyiladi: 
mv
max
2
/2=
eU
o
, (15.1) 
bu yerda 
e
=1,6

10
–19
C – elektronning zaryadi. 
Fototokning 
volt-amper 
xarakteristikasini 
o‘rganish natijasida fotoeffektning quyidagi 
qonunlari aniqlangan. 
1. Muayyan 
fotokatodga 
tushayotgan 
yorug‘likning spektral tarkibi o‘zgarmas bo‘lsa, fototokning to‘yinish qiymati yorug‘lik 
oqimiga to‘g‘ri mutanosibdir, ya'ni: 
I
F
=
j

, 
(15.2) 
bunda
I
F
– fototok,
j
– mutanosiblik koeffitsienti bo‘lib, u fotoelementning integral 
sezgirligi deyiladi. [
j
]=

A/lm, 

– yorug‘lik oqimi. 
2. Muayyan fotokatoddan ajralib chiqayotgan fotoelektronlar boshlang‘ich tezliklarining 
maksimal qiymati 
v
max
yorug‘lik intensivligiga bog‘liq emas. Yorug‘likning chastotasi 
ortib borishi bilan fotoelektronlarning maksimal tezliklari ham ortib boradi. 
3. Har bir fotokatod uchun biror ”qizil chegara“ mavjud bo‘lib, undan kattaroq to‘lqin 
uzunlikka era yorug‘lik ta'sirida fotoeffekt vujudga kelmaydi. 

q
ning qiymati yorug‘lik 
intensivligiga mutlaqo bog‘liq emas, u faqat fotokatod materialining ximiyaviy tabiatiga va 
sirtning holatiga bog‘liq. 
4. Yorug‘likning fotokatodga tushishi bilan fotoelektronlarning hosil bo‘lishi orasida sezilarli 
vaqt o‘tmaydi. 
Yuqorida zikr etilgan qonunlarning faqat birinchisinigina yorug‘likning elektromagnit 
to‘lqin nazariyasi asosida tushuntirish mumkin. Ammo qolgan uchta qonunni bu nazariya 
tushuntira olmaydi. Fotoeffekt hodisasini tushuntirish uchun Eynshteyn M.Plank gipotezasidan 
foydalanibgina qolmay, balki uni rivojlantirdi. Uning fikriga ko‘ra: 
yorug‘lik kvantlar tariqasida 
nurlanibgina qolmay, balki yorug‘lik energiyasining tarqalishi ham, yutilishi ham kvantlangan 
bo‘ladi
. Demak, metall sirtiga tushayotgan yorug‘likni kvantlar oqimi deb tasavvur qilish kerak 
ekan. Bunda har bir yorug‘lik kvanti energiyasi quyidagaga teng bo‘ladi: 

=
h

. 
(15.3) 
(15.3) ifodada 

– yorug‘lik kvanti (foton) energiyasi, 

–yorug‘likning tebranish chastotasi, 
h
– 
Plank doimiysi (
h
=6,62

10
–34
J

s). Energiyaning saqlanish qonuninidan foydalanib Eynshteyn 
fotoeffektni tushuntirdi. Bunda metall sirtiga tushayotgan fotonning energiyasi ularning o‘zaro 
ta'sirlashuvi natajasida elektron energiyasiga aylanadi. Agar shu energiya chiqish ishi 
A
dan kata 
bo‘lsa (ya'ni 
h

>
A
), fotoeffekt ro‘y beradi. Energiyaning qolgan qismi metalldan tashqariga 
chiqqan fotoelektronning kinetik energiyasiga aylanadi. Shu fikrni matematik tarzda 
quyadagicha yozish mumkin: 
h

=
A
+
mv
max
2
/2. 
(15.4) 
(15.4) ifodani fotoeffekt uchun Eynshteyn formulasi deyiladi. Eynshteynning mazkur formulasi 
yordamida fotoeffektning barcha qonunlarini tushuntirish mumkin. (15.4) formulaga ko‘ra, 
fotoeffekt ro‘y berishi uchun 
h

=
A
bo‘lishi kifoya. Mazkur tenglik asosida fotoeffektning qizil 
chegarasini tushuntirish mumkin. ”qizil chegara“ tushayotgan yorug‘lik fotonining 
chastotasagagina bog‘liq bo‘lib, uning intensivligiga aslo bog‘liq emas (intensivlik deganda 
birlik yuzaga tushayotgan fotonlar soni
tushuniladi). Ko‘pchilik metallar uchun ”qizil chegara“ 
spektrning infraqizil qismida joylashgan bo‘ladi. Ishqoriy metallar uchun esa u yorug‘likning 
ko‘rinuvchan qismida joylashganligi tufayli fotoelementlarda fotokatod ishqoriy metallardan 
yasaladi. Fotoeffektga asoslangan qurilma 
fotoelement
deb ataladi (15.3-rasm). Ichidan havosi 
so‘rib olingan kvarts shishadan yasalgan ballon fotoelement qobig‘ini tashkil qiladi. Ballon 
ichiga halqa ko‘rinishida metall sim kavsharlangan bo‘lib, u anod vazifasini bajaradi. Shisha 
ballonning ichki sirtining bir qismi seziy elementi atomlari yoki biror boshqa elementning oksidi 
15.2–rasm 
I 
I
2to‘y
 
I
1to
‘y
 
–
U
o
0 
E
e
o‘
sa
di
U 

---

bilan qoplangan bo‘ladi. Mazkur yupqa qatlamga sim kavsharlangan bo‘lib, u shisha ballondan 
tashqariga chiqarib qo‘yilada. Bu sim esa tok manbaining manfiy qutbiga ulanadi. Metallning 
yupqa qatlami katod vazifasini bajaradi, katodga yorug‘lik oqimi tushishi uchun katod 
ro‘parasida ballon devorida kichik darcha qoldirilib, ballonning qolgan qismi yorug‘lik 
o‘tkazmaydigan parda bilan qoplanadi. Fotoelementlar hozirgi zamon texnikasida va turmushda, 
uzoqdan boshqarish sistemalarida va hokazolarda keng ko‘lamda qo‘llanilmoqda. 
Fotoelementning sezuvchanligini oshirish uchun ballon bosimi 1 Pa atrofida bo‘lgan inert 
gaz bilan to‘ldiriladi. Fotoelektronlar inert gaz atomlariga urilib ularni ionlashtirishi natijasida 
tok qiymati ortadi. Bunday fotoelementlarda katod-anod orasidagi kuchlanish ma'lum qiymatdan 
ortmasligi kerak, aks holda gazda mustaqil gaz razryadi ro‘y berib fotoelementni ishdan 
chiqaradi. Bu holda to‘yinish fototoki kuzatilmaydi.