Тошкент кимё-технология институти ёқИЛҒи ва органик бирикмалар кимёвий технологияси факультети

Масала. Фотоэлектронларнинг тезлиги ва энергияси.Натрий сиртидан учиб чиққан электронларнинг тезлиги ва кинетик энергиясини ҳисобланг. Чиқиш иши 2.28эВ, .
Ечилиши:
Фотоеффект учун кинетик энергия формула ўринли. . формулага мувофиқ кинетик энергия . , . . Демак учиб чиққан электронлар тезлиги метал ичидаги тезлигидан катта экан.
1. Металл сиртидан 3 В тескари потенциал билан бутунлай ушлаб қолинадиган электронларни уриб чиқарувчи ёруғликнинг частотаси аниқлансин. Мазкур металл учун фотоэлектрик ҳодисанинг қизил чегараси металл сиртига тушаетган ёруғликнинг частотаси 6 10¹⁴ с^-1 бўлганда бошланади деб, металл сиртидан электроннинг чиқиш ишини аниқланг.
Берилган:
U = -3 В

______________

Ечиш: Ёруғлик частотаси кичик бўлиши билан фотоэлектрик ҳодиса кузатилмаганлиги нуқтаи назаридан, электроннинг чиқиш ишини

A= (1)
формуладан аниқлаймиз.
Ҳисоблаш: А=6,62 10^-34 6 10¹⁴=4 10^-19Ж
Эйнштейн формуласидан фойдаланиб, 3 В тескари потенциал берилгандан ушлаб қолинадиган электронларни уриб чиқарувчи ёруғлик частотасини аниқлаймиз.
(2)
Масала шартига биноан
(3)
демак,
(4)
ёзиш мумкин, бундан
(6)
келиб чикади.
Ҳисоблаш.
;
2. Энергияси 0,75 МэВ бўлган фотон эркин электрондан га Комптон ҳодисасидан сочилган. Сочилган фотон энергияси ва “тепки” электрон энергияси Т аниқлансин.
Берилган. Ечиш:
Е=0,75 МэВ Сочилган фотоннинг энергиясини аниқлашда
θ=60˚ Комптон формуласидан фойдаланамиз:
Е=? Т=? (1)
бу ерда ва - сочилган ва тушаётган рентген квантининг тўлқин узунлиги, m_о - электроннинг тинч ҳолатидаги массаси.
Тўлқин узунликларини фотон энергиялари орқали ифодалай оламиз.
ва (2)
у ҳолда (1) ни қуйидагича ёзиш мумкин.
(3)
Ҳисоблаш.

Энергиянинг сақланиш қонунидан “тепки” электрон энергиясини аниқлаймиз.

Ҳисоблаш. Т=0,75-0,48=0,32 МэВ

11.1.Агар натрий учун фотоэфектнинг кизил чегараси Нм булса электронларнинг натрийдан чикиш иши A-аниклансин ( А ни Э В ларда хисобланг).

11.2.Литий, натрий, калий ва цезий учун фотоэфектнинг кизил чегарасини топинг.
11.3.Агар кумушнингсиртига тулкин узунлиги булган ультра бинафша нурланиш йуналтирилса, фотоэффукт кузатиладими?
11.4.Муайян металл учун фотоэффектнинг кизил чегараси . Фотоэффектни вужудга келтирувчи фатон энергиясининг минимал киймати нимага тенг?
11.5.Муайян металл учун фотоэффектнинг кизил чегараси га тенг. 1) шу металидан электрон чикайтганда бажарилган А – иш, 2) тулкин узунлиги булган ёруглик билан шу металдан ажратиб олинадиган электронларнинг максимал тезлиги, 3) мазкур электронларнинг максимал энергияси топилсин.
11.6.Литий сиртига монохроматик ёруглик тушади ( ). Электронлар эмиссиясини тухтатиш учун дан кам булмаган тутувчи потенциаллар фаркини кушиш керак. Чикиш иши А аниклансин.
11.7.Электорнлар эмиссиясини тўхтатиш учун 1,75 В тўхтатувчи потенциаллар айирмаси бериш керак бўлса, цезий қандай ёруғлик билан нурланган? Чиқиш иши 2 эВ га тенг.
11.8.Тўлқин узунлиги 150 нм бўлган нурлар металл сиртига тушмоқда. Фотоэффектнинг қизил чегараси 200 нм. Электронга кинетик энергия беришда фотон энергиясини қандай улуши сарф бўлади?
11.9.Метал сиртидан 2 В тескари потенциал билан тўла тўхтатиладиган электронлар ажратиб чиқарадиган ёруғлик частотаси топилсин. Бу металда фотоэффект ходисаси тушаётган ёруғликнинг частотаси 6∙10¹⁴ с^-1 бўлганда бошланади.
11.10. 4,9эВ энергияга эга бўлган ёруғлик квантлари уриб чиқарган фотоэлектронларнинг чиқиш иши 4,5 эВга тенг. Электрон учиб чиқаётганда металл сиртига бериладиган максимал импульс топилсин.
11.11.Металл сиртидан 3 В тескари потенциал билан бутунлай ушланадиган электронларини ажратувчи ёруғликнинг частотаси топилсин. Мазкур металлнинг фотоэффекти, тушаётган ёруғлик частотаси 6∙10¹⁴ с^-1 бўлганда бошланади.Бу металлдан электрон чиқаётганда бажариладиган иш топилсин.
11.11..Катодли рубидийдан тайёрланган фотоэлементга тўлқин узунлиги 100 нм бўлган нурлар тушмоқда. Фотоэлектрон эмиссияси тўхтатиш учун фотоэлементга бериш керак бўлган тўсувчи потенциаллар айирмасининг энг кичик қийматини топинг. Рубидий учун электроннинг чиқиш иши 2,1 эВ га тенг.
11.12.Зарра 1/3 с тезлик билан харакат қилади. (с – ёруғликнинг вакуумдаги тезлиги) Зарранинг кинетик энергияси тинч холатдаги энергиясининг қанча улишини ташкил қилади?
11.13..Параллел монохроматик ёруғлик нурлари дастаси тирқишга нормал тушиб,экранда дифракцион манзара хосил қилмоқда. Тирқишнинг эни 5 мм ва биринчи минимум 6⁰ бурчак йўналишида хосил бўлса, ёруғлик оқими фотонларнинг энергияси ва импульсини аниқланг.
11.14..Рух пластинкага тушаётган ɣ-нурланишнинг тўлқин узунлиги қандай бўлганда, фотоэлектронларнинг максимал тезлиги 1 мм/с бўлади? Рух учун электронни чиқиш иши 4 эВ га тенг.