Ravshanov Javohir Shuhrat o’g’li

Kеrаkli jihozlar vа kоmpyutеr dаsturi hаqidа mа`lumоt. Mоnitоrdа 2.2.1-chizmadаgi qurilmа (yorug’lik mаnbаi, vаkuumli nаydа K–kаtоd, А–аnоddаn ibоrаt elеktrоdlаr jоylаshgаn. Elеktr zаnjiridа tоk mаnbаyi, pоtеnsiоmеtr, milliаmpеrmеtr, vоltmеtrdаn ibоrаt elеktr zаnjiri), bоg’lаnish grаfigi. ni o’zgаrtirish uchun “Напряжение” dеb nоmlаngаn qism, tushаyotgаn yorug’lik to’lqini uzunligini o’zgаrtirish uchun “Свет” dеb nоmlаngаn qism, K–gа tushаyotgаn yorug’lik оqimini o’zgаrtirish uchun “Мощность” dеb nоmlаngаn qismlаr mаvjud.
O’lchash natijalarini hisoblashga doir uslubiy ko’rsatmalar.
Sichqoncha ko’rsatkichi bilan fotokatod nurlanishini boshqaruvchi surgichni maksimal holatga keltiring. Xuddi shunday yo’l bilan anod va katod o’rtasidagi kuchlanish va EMN to’lqin uzunligini minimal holatga keltiring va fotoelementdagi elektronlarning harakatini kuzating.
Ishning bаjаrilish tаrtibi.
1. Kоmpyutеr ishgа tushirilаdi vа sichqоnchа yordаmidа kоmpyutеr dаsturi оchilаdi.
2. Kоmpyutеr dаsturidаn fоtоeffеkt hоdisаsi mаvzudаgi qismni ishgа tushiring. Buning uchun kоmpyutеr хоtirаsidаgi “Физикон” virtuаl kоmpyutеr dаsturidаn fоydаlаnilаdi. Buning uchun sichqоnchа yordаmidа ushbu dаsturdаgi “Квант” dаsturi оchilаdi vа “Фотоэффект” mavzuli virtuаl kоmp’yutеr dаsturi ishgа tushirilаdi.

2.2.1-chizma Kоmpyutеr оrqаli tаshqi fоtоeffеkt qоnunlаrini o’rgаnish.

Tajribani o’tkazish uchun o’qituvchidan ruxsat oling.

3.To’yinish tоkining qiymаtini аniqlаshda, yorug’lik chаstоtаsini o’zgаrtirmаy, tushаyotgаn yorug’lik quvvаtini o’zgаrtirib to’yinish tоkining qiymаtini grаfikdаn аniqlаng. Buning uchun ekrаndа nаmоyon bo’lgаn ekspеrimеntning “Мощность” dеb nоmlаngаn qismigа ko’rsаtkich kеltirilib, “sichqоnchа”ning chаp tоmоnini bоsgаn hоldа o’ng yoki chаp tоmоngа suring. Quvvаtning qiymаtini аniqlаgаndаn kеyin ekrаndаgi bоg’lаnish grаfigining o’qidаn to’yinish tоkining qiymаtini аniqlаng. Quvvаtning hаr хil qiymаtlаri(mаsаlаn, 0,2mVt, 0,4mVt, 0,6mVt, 0,8mVt vа 1,0mVt qiymаtlаr)gа mоs grаfik chizib оling. Grаfikning yuqоri qismidа gа mоs hоldа enеrgiyaning qiymаti kiritilаdi.
4.Tutuvchi pоtеnsiаl qiymаtini аniqlаshda tushаyotgаn yorug’lik to’lqin uzunliklаri( )ni o’zgаrtirib, tutuvchi pоtеntsiаl qiymаtini ekrаndаgi “Напряжение” qismidаn ni qiymаtini “sichqоnchа” yordаmidа chаp yoki o’nggа surib quyidаgichа аniqlаnаdi. Displеydаgi virtuаl kоmpyutеr dаsturidаgi 2.1.1–chizmagа o’хshаsh chizmаdа shishа bаllоn ichidа K dаn elеktrоnlаrni А gа tоmоn hаrаkаti ko’rinib turаdi. Tutuvchi pоtеntsiаlning qiymаtidа elеktrоnlаrni А gа yеtib bоrа оlmаsligi ko’rinаdi. оrtishi bilаn shishа bаllоn ichidа K dаn А gа tоmоn hаrаkаtlаnаyotgаn fоtоelеktrоnlаrning hаrаkаt tеzligi kаmаyishi yaqqоl ko’rinib turаdi. Оlingаn qiymаtdаn fоydаlаnib, fоtоelеktrоnlаrning kinеtik enеrgiyasini vа mаksimаl tеzligini hisоblаng. To’lqin uzunlikni o’zgаrtirish uchun ekrаnning quyi o’rtа qismidа rаnglаr nаmоyon bo’lgаn “Свет” dеb nоmlаngаn qismigа ko’rsаtkich kеltirilаdi vа “sichqоnchа”ning chаp tоmоnini bоsgаn hоldа kеrаkli rаngni tаnlаng. Rаngning yuqоri qismidа to’lqin uzunligi vа qаvs ichidа chаstоtа yozilgаn. Tаnlаngаn rаnggа mоs qiymаt shu yеrdаn yozib оlinаdi.
5.Chiqish ishini аniqlаshda fоtоelеktrоnlаrning kinеtik energiyasi vа tushаyotgаn yorug’lik fоtоnining enеrgiyasini bilgаn hоldа elеktrоnlаrning mеtаl sirtidаn chiqish ishini hisоblаng.
6.Fоtоelеktrоnlаrning mеtаll sirtidаn chiqish ishini аniqlаngаndаn so’ng fоtоeffеktning qizil chеgаrаsini аniqlаng. Bu ekspеrimеntdа qаysi mеtаlldаn fоydаlаnilgаnligini jаdvаldаn аniqlаng.
7. Оlingаn nаtijаlаr bilаn jаdvаlni to’ldiring vа 2.2.1-chizmadаgi kаbi grаfikni chizing.
8. O’tkаzilgаn tаjribа yuzаsidаn hisоbоt tаyyorlаng
Aniq fizik tajribani tasvirlovchi, videofilmlar va qadamba-qadam rivojlanuvchi animatsiyalarni, aniq fizik tajribalar bilan uzviy bog’lanishining har xil variantlarini qaraylik:
1.Yorug’likning sinishi (2.2.2-chizma) videofilmini real tajribadan oldin, o’qituvchi bu optik hodisani o’rganish va tajribani tushuntirish momentida foydalangani maqsadga muvofiq ekanligi ko’pgina o’qituvchilar tomonidan tasdiqlangan. Videofragmentni ko’rib, tahlillab bo’lgandan keyin, aniq tajribani o’quvchiga mustaqil bajarish, natijalarni daftarga yozish va chizishni taklif etiladi.

2.2.2-chizma. Yorug’likning sinish qonunini namoyish etuvchi videofilmidan ko’rinish.

2. Magnit qutblar (2.2.3-chizma) videofilmi o’quvchilarga o’zgarmas magnitlar va magnit strelkasi bilan o’tkaziladigan frontall eksperimentlardan keyin namoyish etish tavsiya etiladi.

2.2.3-chizma. "Магнитные полюса" videofilmidan ko’rinishlar
Ketma-ketlikda bajariluvchi «Fazaviy o’tishlar» animatsiyasi fizikani o’qitish jaryonida o’qituvchi yosh avlodning nisbiylashtirish, aniqlashtirish va umumlashtirish qobiliyatini, mahoratini va erkin fikrlashini rivojlantirishga alohida e’tibor beradi. Masalan, qaynash va erish jarayonlarini quyidagi belgilari bo’yicha solishtirish topshirilsin:
jismlarning dastlabki va oxirgi hollari;
jarayonlarning o’tish sharoitlari;
jarayonlarning o’tish sharoitida jismlarning temperaturalari;
jarayonlarning o’tish sharoitida jism ichki energiyalari;
modda zarrachalaridagi o’zgarishlar.

2.2.4-chizma. Kristallarning erish va qotish jarayoni kompyuter monitoridagi ko’rinishi
BC – muzning erish jarayoni, CD – suvning qizishi va qaynash intervali. Muzning solishtirma erish issiqligi j/kg

2.2.5-chizma. Faza o’tishlari («Фазовие переходи») animatsiyasida muzning erish jarayoni kompyuter monitoridagi ko’rinishi

2.2.6-chizma. Faza o’tishlari ("Фазовие переходи ") animatsiyasida suvning qaynash jarayoni ko’rinishi

Ushbu darsni gibridlik namoyishli sistemalari (aniq namoyish, tajriba va ketma-ket animatsiya) yordamida tashkillashtirganda, oldin aniq namoyish tajribani o’tkazish va natijalarni darslikdagi "Moddalarning agregat hollari" grafigi bilan solishtirish, keyin esa «Faza o’tishlari» ("Фазовие переходи ") ketma-ket animatsiyasini ko’rsatish maqsadga muvofiq keladi.
Agarda fizik tajriba kompyuterda laboratoriya ishining virtual modeli qo’llanilib o’tkazilsa, unda laboratoriya uskunalarining kamchiliklari bartaraf etilib, o’quvchining mustaqil fizik bilimni oshirish uchun qo’shimcha ma’lumotlarni o’rganishga bo’lgan qiziqish yanada shakllanib boradi. Kompyuterning virtual muhitidagi tajriba natijalarini tahlil qilishi va aniq tajriba bilan taqqoslash imkoni tug’iladi. Kompyuterdagi tajriba, ikkinchi darajali faktorlardan voz kechib, fizik hodisaning jarayonni boshlanish nuqtasini, kelib chiqish sabablarini, qonuniyatlarini ochib beradi, tajriba parametrlarini o’zgartira olish, natijalarni va dastlabki hollarni xotirada saqlash, bir necha bor takrorlash imkoniyatlari bilan o’quvchida yangi maqsad va g’oyalarni uyg’otadi.
Akademik litsey va kasb-hunar kollejlarida 2008- o’quv yilidan boshlab yangi o’quv standartlari qabul qilindi, o’quv materiallari va dasturlari sinovdan o’tdi. Sinovlar natijasida akademik litseylar va kasb-hunar kollejlari uchun o’quv materiallari strukturasi, dasturlar qabul qilindi va hozirgi kunda takomillashtirilmoqda. Akademik litseylarning fizika-matematika yo’nalishi o’quv dasturida ko’rsatilgan mavzularni takomillashtirish uchun, o’qish jarayonida o’quvchilarda paydo bo’ladigan fikrlarni, ularning ongini rivojlantirishga qaratilgan, hozirgi vaqtda fan va texnikaning rivojlanishi bilan xalq xo’jaligining turli tarmoqlarida, issiqlik texnikasi, lazerlar texnikasi, radiotexnika, avtomatika, elektrotexnikaning rivojlanishida, kompyuterlar ishlab chiqarishda, axborotlarni yetkazib berishda va boshqada o’rinlarda katta ahamiyatga ega masalalardan biri hisoblanadi. Ularning ichida ayniqsa yoshlarni bilim olishga qiziqishini oshirish, ularga bilim berishning sifatini oshirish muhim masalalardan biri hisoblanadi.
Shuningdek, «Metallarning elektr o’tkazuvchanlik nazariyasi», «Turli muhitlarda elektr toki», «Elektr o’tkazuvchanlikning elektron nazariyasi», «Metallarning elektr o’tkazuvchanlik nazariyasi», «Elektronning solishtirma zaryadini aniqlashning elektron versiyasi» kabi bir qator mavzulari ham yangi texnologiyalar asosida va noan’anaviy o’qitish usullari bilan takomilashishi zarur.
Ma’lumki barcha moddalar, shuningdek metallar, atom va molekulalardan, ular o’z navbatida musbat va manfiy zaryadlangan zarrachalardan tuzilgan. U holda metallarda elektr toki qanday zaryadlarning oqimidan iborat? Bu savolga javob berish maqsadida bir qator olimlar klassik nazariyalar yaratgan, ajoyib va nozik tajiribalarni amalga oshirgan. Masalan, 1900-yil P.Drude metallarning elektr o’tkazuvchanlik nazariyasini yaratdi, keyin esa bu nazariya G.A.Lorenst tomonidan takomillashtirildi. Lorenst yaratgan bu elektron nazariya elektromagnit hodisasini to’la ochib berdi.[9]
Elektron nazariya moddalar tuzilishini, ularning turli xossalarini va elektronlarning harakatini tushuntiradi. Ammo, metallarda klassik elektron nazariyasi quyidagi tamoyillarga asoslangan:
1.Elektronlarning harakati klassik mexanika qonunlariga bo’ysunadi;
2.Elektronlar bir-biri bilan ta’sirlashmaydi;
3.Elektronlar faqat kristall panjara ionlari bilan ta’sirlashadi, ta’sirlashish faqat to’qnashish turida o’tadi;
4.Elektronlar to’qnashishlar oralig’ida erkin harakatlanadi;
5.Metallarning elektr o’tkazuvchanligida zaryad tashuvchi elektronlar, elektron gaz, ideal gazga o’xshash deb qaraladi; ideal gaz erkinlik darajasi bo’yicha energiyaning teng taqsimlanish qonuniga bo’ysunadi, ushbu qonunga elektron gazi ham bo’ysunadi.
Klassik elektron nazariyaning quyidagi qiyinchiliklari mavjud:
a) elektronlarning elektr o’tkazuvchanligi Maksvell-Boltsmanning statistika qonuniga bo’ysunmaydi;
b) elektronlarning bir-biri bilan ta’sirlashishi hisobga olinmaydi;
v) elektronlar harakati kristall panjara maydonida ekanligi hisobga olinmaydi;
g) elektronlarning harakat tenglamasi klassik mexanika qonunlari bilan emas balki kvant mexanikasi qonunlari va tenglamalari bilan ifodalanadi.
Demak, klassik elektron nazariya o’rniga, qattiq jismning yangi kvant nazariyasi kiritildi.
O’tkazgichda elektr tokining tarqalish tezligi bu o’tkazgichdagi zaryadga elektr maydon tarqalishining ta’sir tezligi. Maydon elektronni bir zumda (yorug’lik tezligiga yaqin tezlikda) tartibga soladi va juda sekin tezlik bilan harakatlantiradi .
Elektromagnit maydon ta’siridagi elektronlarning tartibli harakatining o’rtacha tezligi o’tkazgichdagi tok kuchini aniqlaydi: Elektronlarning tartibli harakati qancha katta bo’lsa, o’tkazgichning S ko’ndalang kesimi orqali vaqt birligi ichida o’tuvchi elektronlar soni orta boshlaydi:
(2.2.1)
bu yerda, I – tok kuchi, n –hajm birligidagi elektronlar soni, e – elektronning zaryadi, _- elektronning tezligi.
O’quvchilar elektronlarning tartibsiz (xaotik), issiqlik harakat tezligi bilan, dreyf tezligini aniq ajrata olishi zarur.
Turli jinsli qattiq, suyuq va gaz holidagi muhitlar orqali elektr toki o’tishining qonuniyatlaridan amaliyotda foydalanish haqidagi savollarga «Turli muhitlarda elektr toki» mavzusida bayon etiladi.
Metallarda va elektrolitlarda elektr toki mavzusi eng ko’p o’rganiladigan mavzulardan hisoblanib, bunda masalani yechishning miqdoriy bog’liqligiga e’tibor beriladi. Bu o’quvchilarning barcha qolgan o’quv materiallarni sifatli darajada o’zlashtirishiga va o’rganishiga o’z ta’sirini ko’rsatadi. Mavzu materiallarining o’qitilish ketma-ketligi turli tartibda bo’lishi mumkin. Savollar va mavzularning tartibi, tuzilishi o’qituvchining pedagogik mahoratidan kelib chiqadi. Masalan, mavzuni o’qitishda elektr tokining: metallarda, vakuumda, gazlarda, yarimo’tkazgichlarda va elektrolitlardan o’tishida zaryad tashuvchi zarra sifatda elektron asos qilib olinsa, keyin elektron-teshik, oxirida elektron-ion va faqat ionli o’tishi o’qitilsa, o’qitish metodikasi to’g’ri tanlangan bo’ladi. An’anaviy o’qitish metodikasida esa o’qitish ketma-ketligi metallarda, elektrolitlarda, gazlarda, vakuumda, yarim o’tkazgichlarda va turli muhitlar orqali elektr toki o’tishining texnikada qo’llanilishi mumkin deb qaraladi.
Akademik litsey va kasb-hunar kollejlarining fizika o’quv dasturida mavzularni quyidagi ketma-ketlik asosida o’qitish tavsiya etiladi: metallarda elektr toki, yarimo’tkazgichlarda elektr toki, vakuumda elektr toki, elektrolitlarda va gazlarda elektr toki. Chunki, bu yerda, yarim o’tkazgichlarda elektr toki mavzusining, metallarda elektr toki mavzusidan keyin o’qitilishi hozirgi zamon texnikalarida ularning ko’proq qo’llanilishini etiborga olinganligida. Mazkur tavsiya etilayotgan o’qitish ketma-ketligida mavzu materiallarining qo’llanilish sohalari aniq ko’rsatilishi nazarda tutiladi.[6]
Hozirgi zamon pedagogik-psixologik fanlari konsepsiyasida o’qitishning umumiy yo’nalishi turli muhitlarning elektr o’tkazuvchanligini tushuntirish metodikasini umumlashtirish va sistemalashtirish quyidagi bir xil metodik modellarning zarurligini taqozo etadi:
tashuvchilarining tabiatini, uning harakatining o’ziga xos ekanligini aniqlashtirishni;
volt-amper xarakteristikasini aniqlash;
zaryad berilgan muhitda tok o’tish jarayoni, aniq qonunga bo’ysunishini tushuntirish;
berilgan muhitda tok o’tishi hodisasini kuzatish;
berilgan muhitda tok o’tishini amaliy ko’rsatishni, turli asboblarning, uskunalarning ishlash jarayonini va tuzilishini ko’rsatish.
Metallar tarkibida erkin elektronlar qanday paydo bo’ladi? Neytral metall atomlari bir-biriga ma’lum oraliqda yaqinlashganlarida ularning orasida o’zaro ta’sirlashish kuchlari vujudga keladi, metalning kristall panjarasi paydo bo’ladi.
Kristall panjara paydo qilgan atomlarning valentlik elektronlari joylashgan sirtqi qobiqlari bir-biriga kirib ketadi. Natijada valentlik elektronlarning o’z atomlari bilan bog’lanishi juda zaiflashib ketadi va issiqlik harakati tufayli o’z atomlaridan oson ajralib butun kristall bo’ylab erkin tartibsiz harakatlanadi. Elektronlardan ajralgan metallning musbat ionlari bo’lsa bir-biri bilan mahkam bog’langan holda tebranma harakat qiladi. Bunda metall ichida erkin elektronlar paydo qilgan elektr maydoni kuchlanganligi, musbat ionlar paydo etgan maydon kuchlanganligi bilan o’zaro muvozanatlanishligini unutmaslik kerak.
Y uqorida ta’riflangan g’oyalarga asoslanib, Drude va Lorenstlar 1900-1907- yillari metall o’tkazuvchanligining klassik elektron nazariyasini yaratdi. Ular erkin elektronlarning ideal gaz qonunlariga bo’ysunuvchi elektron gazi deb ataydi. Agar bir valentli metall atomining har biri bittadan, ikki valentliligi esa ikkitadan erkin elektronni hosil qiladi desak, metaldagi erkin elektronlarning konsentratsiyasi, ya’ni 1 sm³ hajmdagi soni 10²⁸- 10²⁹ sm^-3 ga teng, ya’ni juda katta bo’ladi. Lekin, ideal gazlarda bog’lanishgan erkin elektronlar kristall panjaraning ionlari va boshqa elektronlar bilan faqat o’zaro to’qnashganda ta’sirlashadi deb faraz qilaylik. Shu sababli ular faqat kinetik energiyaga ega bo’ladi [30]:
(2.2.2)
bundan elektronning o’rtacha kvadratik tezligi:
(2.2.3)
bunda Boltsman doimiysi; elektronning massasi; absolyut temperatura .
Normal temperaturada ( ) o’rtacha kvadratik tezlik paydo etadi .
Elektronning bir to’qnashishidan ikkinchi to’qnashishigacha bosib o’tgan yo’li , erkin yurish yo’li bo’lsa, unda shu yo’lni o’tish uchun ketgan vaqt, erkin yurish vaqti deyiladi:
(2.2.4)
elektronning o’rtacha kvadrat tezligiga yaqin o’rtacha tartibsiz harakat tezligi.
Agarda metall ichida bir jinsli elektr maydon kuchlanganligi paydo bo’lsa, elektronlar, zaryadi manfiy bo’lganligi uchun, maydonga teskari yo’nalishda qo’shimcha -tezlik oladi. Uning natijaviy tezligi tartibsiz va tartibli -tezliklarining yig’indisiga teng bo’lib qoladi:
υ (2.2.5)
Tartibsiz harakat tezligining maydon yo’nalishiga mos kelishi yoki teskari bo’lish ehtimoli bir xil bo’lganligi tufayli uning o’rtacha qiymati nolga teng.
c=u+υ= 0 (2.2.6)
Ko’ndalang kesimining yuzasi S bo’lgan silindr shaklidagi o’tkazgichni olib uning o’qi bo’ylab elektr maydon kuchlanganligini hosil qilsa, elektronlar 2.2.7-rasmda ko’rsatilgan yo’nalishda o’rtacha tartibli harakat tezligiga erishadi.



S

2.2.7-chizma. Elektronlarning tartibli harakati

Bu holda vaqt ichida S yuzadan masofada joylashgan, yani hajmdagi elektronlarning barchasi o’tadi. Agar metalldagi erkin elektronlar konsentratsiyasi bo’lsa, vaqt ichida S yuzadan o’tadigan zaryadlar miqdori
(2.2.7)
tok kuchining zichligi esa
(2.2.8)
bo’ladi. Tok zichligi va tezlik vektor kattalik ekanligini hisobga olsak
υ (2.2.9)
(2.2.8) ifoda yordamida metalldagi erkin elektronlarning o’rtacha tartibli harakat tezligini baholash mumkin. Tasavvur qilaylik, misdan ( ) yasalgan o’tkazgich orqali zichligi bo’lgan tok o’tayotgan bo’lsin. U holda ning miqdori: = 0,78 10^-2 m/s
Demak, bir qancha katta toklarda - tezlik, o’rtacha kvadratik tezlik dan juda kichik bo’ladi va shu sababli o’tkazgich ichida paydo bo’lgan elektr maydon kuchlanganligi Tolmen-Styuart tajribalarida paydo bo’lgan tokning va elektronning solishtirma zaryadini o’zgartib yubormaydi.[7]
O’tkazgich ichidagi elektr maydon uning elektronlarining har biriga f=eE kuch bilan ta’sir etadi. Elektronlar a=f/m=eE/m tezlanish oladi, shuning uchun ularning tartibli harakat tezligi erkin yurish vaqti davomida chiziqli ravishda ortadi . (2.2.10)
Biroq erkin yurish vaqtining oxirida elektron kristall panjaraning ionlari bilan to’qnashib tartibli tezligini butunlay yo’qotadi. Tezlikning o’zgarish jarayoni 2.2.8-rasmda grafik tarzida ko’rsatish mumkin.

2.2.8-chizma Tezlikning o’zgarish jarayoni

Ko’rinib turibdiki davriy ravishda elektronning tezligi noldan _m -gacha o’zgarib turadi.
(2.2.11)
Uning o’rtacha tezligi bo’lsa
(2.2.12)
(2.2.12) ni (2.2.8) ga qo’ysak
(2.2.13)
yani Om qonunining differensial ko’rinishi paydo bo’ladi.
(2.2.14)
- o’tkazgichning solishtirma elektr o’tkazuvchanligi deb ataladi.
Demak, elektron nazariya Om qonunini tushintirish bilan birga, metallning solishtirma elektr o’tkazuvchanligini hisoblashga ham imkon beradi. Drude- Lorens nazariyasi, uning ayrim kamchiliklarini hisobga olmaganda, metallarda bo’ladigan ba’zi kinetik jarayonlarni ham tushuntirishga imkon beradi. Masalan, elektr toki o’tganda metallardan issiqlikning ajralish jarayoni quyidagicha bo’ladi.
O’tkazgich ichidagi elektr maydoni ish bajarib, elektronlarga tezlanish beradi. Metall ionlari bilan to’qnashganda elektronlar kristal panjaraga erkin yurish vaqtida to’plagan energiyasini beradi, natijada metall qiziydi. Erkin yugurish yo’lining dastlabki qismida elektron kinetik energiyaga ega edi. Ion bilan to’qnashish oldida uning energiyasi qiymatga ega bo’ladi. Energiyalarning farqi to’qnashishdan keyin kristall panjaraning ioniga beriladi
Elekronlarning dreyf tezligi < > uning issiqlik harakati tezligidan juda kichik bo’ladi.
Agar metalldagi elektronlar konstentrastiyasi bo’lsa, uning birlik hajmdan birlik vaqt ichida ajralib chiqadigan issiqlik miqdori, yani differenstial quvvat:
(2.2.15)
yani
(2.2.16)
(2.2.16) tenglik haqiqatan ham Joul-Lens qonunining differensial ko’rinishidir.

2.2.9-chizma. Tolmen va Styuart tajribasining sxemasi.

Uzunligi 500 m chamasida bo’lgan ingichka sim g’altakga (katushkaga) o’ralib, simning uchlari bir-biridan izolyatsiyalangan holda g’altak markazidan o’tuvchi metall o’qqa payvandlanadi va o’sha ikki nuqta elektr kontakt xizmatini bajaradi. G’altak markazidan o’tuvchi o’q aylanish tezligi yuqori (chiziqli tezligi 300 m/s) bo’lgan motorga (elektrodrel yoki tokar stanok) tutashtirilgan. Sim kontaktlariga tutashtirilgan sezgir galvanometr, g’altakning aylanishi birdan to’xtatilgandan keyin elektronlarning qisqa vaqt davomidagi inertsiyasi tufayli, g’altakda paydo bo’lgan elektr tokini o’lchashga xizmat etadi. Galvanometr ko’rsatadigan tokning yo’nalishi tok tashuvchi zarrachaning zaryadiga bog’liq. Ushbu tajriba metallarda tok tashuvchisi manfiy zaryadlangan zarrachaning ishtirokida bo’lishini ko’rsatadi. Shuning bilan birga Tolmen va Styuart tajribasida zaryad tashuvchi zarracha zaryadi ning zarracha massasi ga bo’lgan nisbati ham aniqlanadi. Barcha o’quv darsliklarida nisbat boshqa tajribalardagidek elektron uchun o’sha nisbat bilan teng ekanligi aytiladi. Demak, tajriba metalda erkin elektronlar, tok tashuvchi ekanligini tasdiqlaydi degan xulosaga keladi. Lekin, tajribaning miqdoriy hisoblashlari akademik litseylar uchun mo’ljallangan darsliklarda to’liq berilmagan. Ushbu mavzuni quyidagicha takomillashtirish va katushka uchlarida paydo bo’lgan tokning (zaryadning, e.yu.k. yoki kuchlanishning) kattaligini aniqlash mumkin.[10],[11]