Fotoelektrik effekt. Fotonlar 11-sinf - Физика - Презентации

Информация о документе

Цена	4000UZS
Размер	959.2KB
Покупки	0
Дата загрузки	09 Февраль 2022
Расширение	ppt
Раздел	Презентации
Предмет	Физика

Fotoelektrik effekt. Fotonlar 11-sinf

Купить

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 “oyna”dan 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: I 1T va I 2T 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 U yop qiymatga yetganda, fototok nolga teng bo‘ladi. Yopuvchi kuchlanish U yop ning qiymatini berilgan katod uchun o‘lchab, fotoelektronlarning maksimal kinetik energiyasini aniqlash mumkin:

F.Lenard o‘z tajribalarida ko‘rsatganday, U yop – 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 – hv ni butunlay elektronga beradi. Energiyaning saqlanish qonuniga asosan, bu energiyaning bir qismi elektronning moddadan chiqishiga sarf bo‘ladi va qolgan qismi elektronning kinetik energiyasiga aylanadi: Bu fotoeffekt uchun Eynshteyn tenglamasi deyiladi. Bunda A – elektronning moddadan chiqishi uchun bajarilgan ish. Agar elektronning maksimal kinetik energiyasi

ekanligini hisobga olsak, Eynshteynning fotoeffekt uchun tenglamasini quyidagi ko‘rinishda ham yozish mumkin: Eynshteynning fotoeffekt uchun tenglamasi fotoeffekt hodisasi uchun energiyaning saqlanish qonunini ifodalaydi. Shuningdek, fotoeffekt qonunlarini: a) fotoelektronlarning maksimal kinetik energiyasini tushuvchi nurning chastotasiga chiziqli bog‘liqligi va tushuvchi nurning intensivligi (oqimi)ga bog‘liq emasligi; b) fotoeffektning qizil chegarasi mavjudligi, ya’ni hv min = A ni;

d) fotoeffektning inersiyasizligini tushuntirib berdi. Eynshteyn tenglamasiga asosan, 1 s da yuzadan chiqayotgan fotoelektronlar soni shu yuzaga tushuvchi fotonlar soniga proporsional bo‘ladi. Eynshteyn tenglamasi asosida 6.3-rasmdagi U yop – yopuvchi potensialning chastotaga bog‘lanish grafigi qiyaligi tg α – Plank doimiysini elektron zaryadining nisbatiga teng, ya’ni

Bu nisbat Plank doimiysini tajribada aniqlashga imkon beradi. Bunday tajriba 1914-yilda R. Milliken tomonidan o‘tkazilib, Plank doimiysi aniqlangan. Bu tajriba fotoelektronning chiqish ishini ham aniqlashga imkon berdi: Bu yerda: c – yorug‘lik tezligi, λ0 – fotoeffektning qizil chegarasiga to‘g‘ri kelgan to‘lqin uzunligi. Katodlar uchun chiqish ishi eV larda o‘lchanadi (1 eV = 1,6 · 10–19J). Shuning uchun ham Plank doimiysining amalda eV larda ifodalangan qiymati qo‘llaniladi: h = 4,136 · 10–15 eV·s. Metallar ichida ishqoriy metallar: Na, K, Cs, Rb kabilar kichik chiqish ishiga ega. Shuning uchun amalda ularning oksidli va boshqa birikmalari katod sirtini qoplashda qo‘llaniladi.

Masalan: seziy oksidli katodning chiqish ishi A=1,2 eV, bunga to‘g‘ri kelgan fotoeffektning qizil chegarasi λ0 ≈ 10,1 · 10–7 m. Bu sariq – ko‘zga ko‘rinuvchi yorug‘lik nurini qayd qiluvchi tizimlarda keng qo‘llaniladi. Ichki fotoeffekt . Yarimo‘tkazgichlar yorug‘lik nuri bilan nurlantirilganda kuchsiz bog‘langan elektronlar fotonlarni yutib, erkin elektron holiga o‘tadi. Bunda yarimo‘tkazgichlarda erkin zaryad tashuvchilar konsentratsiyasi hamda yarimo‘tkazgichning elektr o‘tkazuvchanligi ortadi. Yarimo‘tkazgichlarga nur ta’sir etishi natijasida unda erkin zaryad tashuvchilarning hosil bo‘lishiga ichki fotoeffekt deyiladi.

Nur ta’sir etish natijasida yarimo‘tkazgichlarda hosil qilingan qo‘shimcha elektr o‘tkazuvchanlik fotoo‘tkazuvchanlik deyiladi. Bu esa fotoqarshiliklarni ishlab chiqarishda qo‘llaniladi. Fotoqarshilik – bu o‘tkazuvchanligi yorug‘lik ta’sirida o‘zgaradigan qarshiliklar bo‘lib, uni radiotexnikada fotorezistorlar deb ataladi. Fotonlar. Yorug‘likning kvant nazariyasiga binoan modda yorug‘lik nurini yutishda va nurlashda yorug‘lik o‘zini zarralar oqimi kabi namoyon qiladi. Yorug‘likning bu zarrasi fotonlar yoki yorug‘lik kvantlari deyiladi. Fotonning energiyasi E=hv ga teng. Foton vakuumda yorug‘lik tezligi c bilan harakatlanadi. Foton tinchlikda massaga ega emas, ya’ni m0 = 0. Nisbiylik nazariyasidagi E=mc2 dan foydalanib fotonning harakatdagi massasini aniqlash mumkin:

Yorug‘likni zarralar – fotonlar oqimidan iborat deb qarash korpuskulyar nazariya bo‘lib, bunda Nyuton mexanikasiga qaytish bo‘ldi, deyish mumkin emas. Uning harakat qonunlari kvant mexanikasining qonunlariga bo‘ysunadi. XX asrning boshiga kelib, yorug‘lik ikki xil tabiatga ega ekanligi ma’lum bo‘ldi. Yorug‘lik tarqalishida uning to‘lqin xossalari (interferensiya, difraksiya, qutblanish) va moddalar bilan ta’sirlashganda (fotoeffekt, yorug‘lik bosimi va b.) korpuskulyar – zarra xossalari namoyon bo‘ladi. Bu xossalar zarra – to‘lqin dualizmi deb atala boshlandi. Keyinchalik fanda elektronlar, protonlar, neytronlar oqimlari ham to‘lqin xossaga ega ekanligi ma’lum bo‘ldi. Shu asosda moddaning yorug‘likni nurlantirishi va yutishi, chiziqli spektrlar, fotoeffekt hodisasi, yorug‘lik bosimi va bos

Купить