Fotoeffekt hodisasi

Fotoeffekt - yorug’lik ta'sirida jismdan elektron ajralib chiqishidir.  Bu hodisani birinchi bo'lib, 1887-yilda G.Gerts kuzatgan va uni miqdoran A.Stoletov tekshirgan. 1898-yilda Lenard va Tomson fotoeffekt natijasida katoddan ajralib chiquvchi zarra elektron ekanligini zarralarning magnit maydonida oqishiga asoslanib aniqladi. Fotoeffekt hodisasini o'rganish uchun havosi so'rib olingan shisha idish, uning ichidagi katod va anod plastinkalari olinadi.

O'tkazilgan tajribalar natijasida rasmdagi volt – amper xarakteristikasi olingan.

Fotoeffektning 4 ta asosiy qonuni bor:

1. Muayyan fotokatodga tushayotgan yorug’likning spektral tarkibi o'zgarmas bo'lsa, fototokning to'yinish qiymati yorug’lik oqimiga to’g’ri proporsional.
2. Muayyan fotokatoddan ajralib chiqayotgan fotoelektronlar boshlang’ich tezliklarining maksimal qiymati yorug’lik intensivligiga bog’liq emas. Yorug’likning to'lqin uzunligi o'zgarsa, fotoelektronlarning maksimal tezliklari ham o'zgaradi.
3. Har bir fotokatod uchun biror "qizil chegara" mavjud bo'lib, undan kattaroq to'lqin uzunlikli yorug’lik ta'sirida fotoeffekt vujudga kelmaydi.   $\lambda _{q}$ ning qiymati yorug’lik intensivligiga mutlaqo bog’liq emas, u faqat fotokatod materialining ximiyaviy tabiatiga va sirtining holatiga bog’liq.
4. Yorug’lik fotokatodga tushishi va fotoelektronlarning hosil bo'lishi orasida sezilarli vaqt o'tmaydi.

Tashqi fotoeffekt

Yorug’lik ta’sirida elektronlarning moddalardan ajralib chiqish hodisasi tashqi fotoeffekt deyiladi. Bu hodisani 1887-yilda G.Gers kashf qilingan va u 1890 yilda rus fizigi Stoletov tomonidan o’rganilgan. Agar atom yoki molekuladan ajratib olingan elektron moddaning ichida erkin elektronlar sifatida qolsa, bunday hodisaga ichki fotoeffekt deyiladi.

A.G.Stoletov tajribalari va qonunlari.

O’tkazgan juda ko’p nozik tajribalari asosida Stoletov fotoeffektning quyidagi qonunlarini aniqladi.

1. To’yinish fototokning kuchi katodga tushayotgan yorug’lik oqimiga proporsional: $I_{k}=k\cdot \Phi _{e}$ ya’ni yorug’lik oqimi qancha katta bo’lsa fototok ham shuncha katta bo’ladi. Bu yerda k – katod materialining yorug’likni sezishini xarakterlovchi koeffisiyent.
2. Fotoelektronlarning kinetik energiyasi tushayotgan yorug’likning chastotasiga to’g’ri proporsional va yorug’lik oqimiga bog’liq emas.
3. Tushayotgan yorug’lik intersivligi qanday bo’lishidan qat’i nazar, fotoeffekt ma’lum chastotadan (to’lqin uzunligidan) boshlab ro’y bera boshlaydi va bu chastota katodning qanday materialdan yasalganiga bog’liq.

Eynshteyn tenglamasi.

Yorug’likning to'lqin nazariyasi va fotoeffekt orasida yuqorida bayon qilingan mos kelmasliklar mavjud. Shuning uchun 1905-yilda A.Eynshteyn yorug’likni kvant nazariyasini taklif qildi. Eynshteyn Plank nazariyasini yorug’lika nisbatan qo'llab, yorug’lik kvantlar tariqasida nurlanibgina qolmay, balki yorug’lik energiyasining tarqalishi ham, yutilishi ham kvantlashgan bo'lishini ta'kidladi. Bunda yorug’lik fotonlar (yorug’lik zarralari) sifatida qaraladi.  $h\lambda$ energiyaga ega bo'lgan foton o'z energiyasini metalldagi elektronga beradi. Agar bu energiya yetarlicha katta bo'lsa, metalldan elektron ajralib chiqadi. Energiyaning qolgan qismi esa metalldan tashqariga chiqib olgan elektronning maksimal kinetik energiyasi sifatida namoyon bo'ladi. Buni

$h\lambda =A_{t}+{\frac {mv_{max}^{2}}{2}}$

ko'rinishda ifodalash mumkin. Bu tenglama Eynshteyn tenglamasi deb ataladi. Eynshteyn tenlamasi fotoeffektning barcha qonunlarini tushuntira oladi. Xususan qizil chegara uchun $h\lambda =A_{t}$