Tashuvchi zarralar ko'rinadigan yorug'lik, ultrabinafsha nurlar, infraqizil nurlar, rentgen nurlari, gamma nurlari va boshqa elektromagnit nurlanish shakllari

Vana fotoelektr effekti bu o'ziga xos ichki fotoelektrik effekt, bu ikki xil yarimo'tkazgich yoki yarimo'tkazgich va metall (tashqi elektr maydoni bo'lmasa) kontaktini yoritganda EMF (foto EMF) ning paydo bo'lishi. Vana fotoelektrik effekti quyosh energiyasini to'g'ridan -to'g'ri elektr energiyasiga aylantirishga yo'l ochadi.

Multifotonli fotoeffekt agar yorug'lik intensivligi juda yuqori bo'lsa (masalan, lazer nurlarini ishlatganda) mumkin. Bunday holda, metall chiqaradigan elektron bir vaqtning o'zida bir emas, balki bir nechta fotonlardan energiya olishi mumkin.

Termal nurlanish bilan bir qatorda klassik fizika doirasiga to'g'ri kelmaydigan hodisa fotoelektr effektidir.

Tashqi fotoelektr effekti - bu elektromagnit to'lqinlar bilan nurlanish paytida moddaning elektronlar emissiyasi hodisasi.

Foto effektni Xertz 1887 yilda kashf qilgan. U rux sharlari orasidagi uchqun uchqunlar orasidagi bo'shliqni yorug'lik bilan nurlantirish orqali osonlashganini payqadi. Stoletov 1888 yilda eksperimental ravishda tashqi fotoelektrik ta'sir qonunini o'rgangan. Fotoelektr effektini o'rganish sxemasi 1 -rasmda ko'rsatilgan.

Shakl.1.

Katod va anod vakuum trubkasida joylashgan, chunki metall yuzasining ozgina ifloslanishi elektronlarning emissiyasiga ta'sir qiladi. Katod kvarts oynasi orqali monoxromatik yorug'lik bilan yoritilgan (kvarts, oddiy oynadan farqli o'laroq, ultrabinafsha nurni uzatadi). Anod va katod orasidagi kuchlanish potentsiometr bilan tartibga solinadi va voltmetr bilan o'lchanadi. Ikkita saqlash batareyasi va ular bir -biriga ulangan bo'lib, potentsiometr yordamida kuchlanishning belgisini o'zgartirishi mumkin. Fototokning kuchi galvanometr bilan o'lchanadi.

2 -rasm. katodning va () har xil yoritilishiga mos keladigan fototok kuchining kuchlanishga bog'liqlik egri chiziqlari ko'rsatilgan. Ikkala holatda ham yorug'lik chastotasi bir xil bo'ladi.

elektronning zaryadi va massasi qayerda va qayerda.

Kuchlanish oshgani sayin fotoelektrlar anodga borgan sari ortadi. Fototokning maksimal qiymati to'yinganlik fototoki deyiladi. Bu katoddan chiqarilgan barcha elektronlar anodga etib boradigan kuchlanish qiymatlariga mos keladi: bu erda 1 soniyada katoddan chiqadigan fotoelektronlar soni.

Stoletov fotoelektr effektining quyidagi qonunlarini empirik tarzda o'rnatdi:

Ikkinchi va uchinchi qonunlarni tushuntirishda jiddiy qiyinchiliklar yuzaga keldi. Elektromagnit nazariyaga ko'ra, metalldan erkin elektronlarning chiqib ketishi ularning to'lqinning elektr maydonida "tebranishi" natijasi bo'lishi kerak. Keyin nima uchun chiqayotgan elektronlarning maksimal tezligi yorug'lik chastotasiga bog'liqligi aniq emas, elektr maydonining vektori tebranishlarining amplitudasiga va u bilan bog'liq to'lqin intensivligiga bog'liq emas. Fotoelektrik effektning ikkinchi va uchinchi qonunlarini talqin qilishdagi qiyinchiliklar yorug'lik to'lqin nazariyasining universal qo'llanilishiga shubha uyg'otdi.

Fotoelektr effekti uchun Eynshteyn tenglamasi

1905 yilda Eynshteyn taklif qilgan kvant nazariyasi yordamida fotoelektrik ta'sir qonunlarini tushuntirdi. Chastotali yorug'lik nafaqat Plank taklif qilganidek, balki ma'lum qismlarda (kvantlar) materiya tomonidan ham so'riladi. Yorug'lik - yorug'lik tezligida harakatlanadigan diskret yorug'lik kvantlari (fotonlar) oqimi. Kvant energiyasi tengdir. Har bir kvant faqat bitta elektron tomonidan so'riladi. Shuning uchun chiqarilgan elektronlar soni yorug'lik intensivligiga mutanosib bo'lishi kerak (fotoeffektning 1 qonuni).

Voqea sodir bo'lgan fotonning energiyasi metalldan elektronning vazifasini bajarishga va chiqarilgan fotoelektronga kinetik energiyani berishga sarflanadi:

(2) tenglama tashqi fotoelektr effekti uchun Eynshteyn tenglamasi deb ataladi. Eynshteyn tenglamasi fotoeffektning ikkinchi va uchinchi qonunlarini tushuntiradi. Tenglama (2) to'g'ridan -to'g'ri tushayotgan yorug'lik chastotasining oshishi bilan maksimal kinetik energiya oshishini bildiradi. Kamayish chastotasi bilan kinetik energiya kamayadi va ma'lum chastotada u nolga teng bo'ladi va fotoeffekt to'xtaydi