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.
Do'stlaringiz bilan baham: 
