Fotoelektrik effekt. Fotonlar

Fotoelektrik effekt. Fotonlar 11-sinf fizika darsligi asosida 35-mavzu: Fotoelektrik effekt yoki qisqacha - fotoeffekt 1887-yilda H. Hertz tomonidan kashf qilinib, tajribada rus olimi A. Stoletov tomonidan (F. Lenarddan bexabar) har tomonlama tadqiq qilingan. Tashqi fotoeffekt - bu moddadan yorug'lik ta'sirida elektronlarning chiqarilishi. Fotoeffekt hodisasini o'rganishning eksperiment qurilmasining sxematik ko'rinishi 6.1-rasmda keltirilgan. Qurilmaning asosi ikkita elektrod: anod va katodga ega hamda kvarsdan tayyorlangan Oynali shisha ballondan iborat. Shisha ballon ichida vakuum hosil qilinadi, chunki vakuumda elektronlar va boshqa zarralar to'g'ri chiziqli harakat qila oladilar. Elektrodlarga potensiometr orqali kuchlanish (0 dan U gacha) berish uchun tok manbayi ikkilangan kalit K orqali ulangan. Ikkilangan kalit tok manbayining qutbini almashtirib, zanjirga ulash imkonini beradi. Elektroddan biri - katod (asosan, seziyli katod) kvars oynadan monoxromatik nur bilan yoritiladi. O'zgarmas to'lqin uzunligida hamda o'zgarmas yorug'lik oqimida fototok kuchi I ning anodga berilgan kuchlanishiga bog'liqligi o'lchanadi. 6.2-rasmda fototok kuchining kuchlanishga bog'liqligining tipik grafiklari keltirilgan. 2-grafik 1-ga nisbatan kattaroq yorug'lik oqimiga tegishli. Bu yerda: I1T va I2T to'yinish toklari, U yop - yopuvchi kuchlanish, ya'ni bunday manfiy kuchlanish berilganda fotoelektronlar boshlang'ich tezligi bilan anodga yetib bora olmaydi. 6.2-rasmdagi grafiklarga anod kuchlanishining katta musbat qiymatlarida tok kuchi to'yinishga ega bo'ladi. Ya'ni, katoddan chiqqan barcha elektronlar anodga yetib boradi. Tajribalar shuni ko'rsatadiki, to'yinish fototok kuchi tushayotgan yorug'lik oqimiga to'g'ri proporsional. Agar anodga katodga nisbatan manfiy kuchlanish bersak, u elektronlarni tormozlaydi va boshlang'ich tezligi hisobiga katta kinetik energiyaga ega bo'lgan elektronlargina anodga yetib boradi. Kuchlanish Uyop qiymatga yetganda, fototok nolga teng bo'ladi. Yopuvchi kuchlanish Uyop ning qiymatini berilgan katod uchun o'lchab, fotoelektronlarning maksimal kinetik energiyasini aniqlash mumkin: F.Lenard o'z tajribalarida ko'rsatganday, Uyop - yopuvchi potensial tushayotgan nurning intensivligiga (yorug'lik oqimiga) bog'liq bo'lmasdan, tushayotgan yorug'likning chastotasiga chiziqli bog'liq ekanligini (6.3-rasm) ko'rsatadi. Tajribalar asosida fotoeffekt qonunlari kashf qilindi: 1. Fotoelektronlarning maksimal kinetik energiyasi yorug'lik oqimi (intensivligi)ga bog'liq emas va tushuvchi nurning chastotasi v ga chiziqli bog'liq (v ortishi bilan I chiziqli ortadi). 2. Har bir modda uchun fotoeffekt ro'y beradigan minimal chastota vmin mavjud va bu fotoeffektning qizil chegarasi deyiladi. 3. Katoddan vaqt birligida chiqayotgan fotoelektronlar soni katodga tushayotgan yorug'lik oqimi (intensivligi)ga to'g'ri proporsional, chastotasiga bog'liq emas. Fotoeffekt hodisasi inersiyasiz hodisadir, yorug'lik oqimi to'xtalishi zahotiyoq fototok yo'qoladi, yorug'lik tushishi bilan fototok paydo bo'ladi. Fotoeffekt nazariyasi. Fotoeffekt nazariyasi 1905-yilda A. Eynshteyn tomonidan asoslab berildi. U M. Plank gipotezasidan foydalanib, elektromagnit to'lqinlar ham alohida porsiyalar - kvantlardan iborat degan xulosaga keladi. Ular keyinchalik fotonlar deb ataldi. Eynshteynning g'oyasiga asosan, foton modda bilan ta'sirlashganda, u energiyasi ...