|
2.2.Ko’pfotonli fotoeffekt.
Fotoeffekt nazariyasi. Ko’pfotonli fotoeffekt Tashqi fotoeffektda yuz beradigan jarayonni uchta bosqichga bo’lish mumkin: fotonning elektron tomonidan yutilishi, elektronni metall sirtiga harakati va ohiri metal - vakuum hosil qilgan potentsial to’siqni yengib metall sirtini tashlab chikib ketishi. Fotoeffektni kvant nazariyasi nihoyatda murakkab, shu sababli u haqida to’xtalmaymiz. Bitta fotonli fotoeffektda har bir foton bitta elektron tomonidan yutiladi va har bir elektron bitta foton yutadi deb qaraladi. O’ta zichlikdagi yorug’lik oqimlarini nurlaydigan lazerlarni paydo bo’lishi ikki fotonli va uch fotonli fotoeffektlarni o’rganishga ham yo’l ochdi. Masalan, ikki fotonli fotoeffektda elektron muhit bilan o’zaro ta'sirda energiyasini yo’qotguncha ikkita fotonni yutib olishi mumkin. Bu holda fotoeffekt sodir bo’lishi uchun hv= , ya'ni v = (2.9) formula o’rinlidir. Bunda EF-Fermiy energiyasi. Absolyut nol temperaturada elektronlarning eng katta energiyasi EF-ga teng. Metall sirtida elektronni uzish uchun kerak bo’lgan minimal kinetik energiya A-fotoeffektni qizil chegarasini belgilaydi. T>0 da elektronlarning energiyasi Fermi sathidan katta bo’lishi mumkin. Shunga ko’ra faqat Т=0 daqizil chegara mavjud, temperatura oshganda λ>λk, demak fototok mavjud. Shunday qilib fotoeffekt ham absolyut qora jism nurlanishi kabi fizikada buyuk burilish yasashda o’zini hissasini qo’shdi.Biz uzluksizlik jarayonidan uzluklilik jarayoniga qadam tashladik.Bu esa o’z navbatida kvant fizikasi deb atalgan katta yangi sohani paydo bo’lishiga zamin yasadi. . Fotoeffekt hodisasida ham h-doimiylikni paydo bo’lishi va uni qiymati absolyut qora jism uchun yozilgan Plank formulasidagi h ga tengligi uni universalligidan darak beradi. O’z navbatida h ni biror bir formulada uchrashishi hodisani kvant hususiyatga ega ekanligiga asosiy ishora edi.
Frank va Gerts tajribasi bilan tanishing
Bilasizmi nima gerts tajribasi? Bu birinchi marta 1914 yilda olimlar Jeyms Frank va Gustav Lyudvig Gerts tomonidan olib borilgan tadqiqot bo'lib, uning maqsadi atomlarda mavjud bo'lgan elektronlarning energiya darajalarini kvantlashni aniqlash ed.i 4,9 V gacha bo'lgan past potentsial farqlarni olish uchun quvur orqali o'tadigan oqim potentsial farqning ortishi bilan barqaror ravishda oshadi. Yuqori kuchlanish bilan trubadagi elektr maydoni kuchayadi va elektronlar tezlashtirish tarmog'iga ko'proq kuch bilan tortiladi. Bunday holda, 4,9 voltda oqimning birdaniga tushib ketishi, deyarli nolga tushishi kuzatiladi.
Agar kuchlanish kuchayishda davom etsa, oqim barqaror ravishda oshib boradi, 9.8 voltga erishilgunga qadar, bu ishlatilgan oqimning birinchi hajmidan to'liq ikki baravar ko'pdir va biz 9.8 voltda xuddi shunday keskin pasayish sodir bo'lishini ko'rishimiz mumkin. Taxminan 4.9 voltlik o'sishlar uchun tok tushishining ushbu seriyasi kamida 100 voltlik potentsiallarni sezilarli darajada ushlab turadi.
Simob atomiga ega bo'lishi mumkin bo'lgan eng past elektron qo'zg'alish energiyasi
4,9 elektron volt (eV) ni talab qiladi. Tezlashtiruvchi quvvat 4.9 voltga yetgan taqdirda, har bir erkin elektron tarmoqqa yetib borgunga qadar, o'sha haroratdagi dam olish energiyasidan roppa-rosa 4.9 eV kinetik energiyani yutgan.
Shu sababli simob atomi bilan erkin elektronning to‘qnashuvi o‘sha vaqtda noelastik bo‘lishi mumkin, ya’ni simob atomiga ega bo‘lgan elektronning energiya darajasini qo‘zg‘atish orqali erkin elektronning kinetik energiyasi potensial energiyaga aylanishi mumkin. . Uning barcha kinetik energiyasi yo'qolganda, erkin elektron tuproq elektrodidagi engil salbiy quvvatni yengib chiqa olmaydi va elektr toki keskin pasayadi.
Kuchlanish kuchayganda, elektronlar noelastik to'qnashuv hosil qiladi, 4.9 eV kinetik potentsialini yo'qotadi, lekin keyin tezlashtirilgan holatda qoladi. Shunday qilib, tezlanish potentsiali oshirilganda o'lchanadigan oqim yana ko'tariladi, 4.9 V dan boshlanadi. 9.8 V ga yetganda, vaziyat yana o'zgaradi.
O'sha paytda har bir elektron ikkita simob atomini qo'zg'atishga muvaffaq bo'lgan ikkita noelastik to'qnashuvning bir qismi bo'lish uchun zarur energiyaga ega va keyin barcha kinetik energiyasini yo'qotadi. Bu kuzatilgan oqimning pasayishini tushuntiradi. 4.9 voltli oraliqlarda bu protsedura takrorlanadi, chunki elektronlar yana elastik bo'lmagan to'qnashuvni boshdan kechiradi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
