Tashqi fotoeffekt qonunlari - M t normuradov, B. E umirzaqov, A. Q tashatov nanotexnologiya asoslari

|
M t normuradov, B. E umirzaqov, A. Q tashatov nanotexnologiya asoslariBog'liq NANOTEXNOLOGIYA ASOSLARI (UMUMIY) 22.06.2020 (1)Tashqi fotoeffekt qonunlari.
Yorug‘lik ta’sirida qattiq jism yuzasidan
vakuumga uchib chiqayotgan elektronlarning emissiyasiga oid qonunlarni ko‘rib
o‘tamiz. Fotoeffektning asosiy qonunlari tajribalar asosida yaratilgan bo‘lib u
monoxromatik nurlar uchun quyidagilardan iborat:
1.
To‘yinish rejimida (ya’ni uchib chiqayotgan barcha fotoelektronlar qayd
qilinganda)
fototokning
qiymati
jismga
tushayotgan
nurlarning
intensivligiga to‘g‘ri proporsional bo‘ladi (Stoletov qonuni).
2.
Har bir jism uchun ma’lum bir chegaraviy
о
to‘lqin uzunlik mavjud
bo‘lib, jismga tushayotgan nurlarning to‘lqin uzunligi
undan katta bo‘lsa,
fotoemissiya hodisasi ro’y bermaydi. Ko‘pincha bu qonun fotoeffektning
qizil (yoki uzun to‘lqinli) chegarasi deb ataladi. Uzun to‘lqinli chegaraga
chastotaning eng kichik qiymati mos keladi:
о
=с/
о
. Bu yerda
о
chegaraviy chastota deyiladi. Agar tushayotgan nur chastotasi (o dan
kichik bo‘lsa, fotoeffekt ro’y bermaydi.
3.
Fotoelektronlarning maksimal kinetik energiyasi chastota oshishi bilan
oshib boradi va fotonlarning intensivligiga bog‘liq bo‘lmaydi (Eynshteyn
qonuni).
Umuman Eynshteyn fotoeffekt qonunlarini o‘zida to‘la mujassamlashtirgan
qonunni yaratdi. Bunday qonunni yaratishda u o‘z tajribalari yordamida asoslagan
quyidagi ikkita mulohazalardan foydalandi: birinchidan foton jism elektroni bilan
95
to‘qnashganda unga o‘zining barcha energiyasini to‘la beradi, ikkinchidan jism
elektroni bitta fotondan energiya olib g’alayonlanish davrida (
=10
-13
10
-14
с)
boshqa fotonlardan energiya olmaydi, ya’ni har bir uchib chiqqan elektron
faqatgina bitta fotonning energiyasini olgan bo‘ladi. (Bu aytilgan fikrlar yuqori
intensivlikdagi nurlar uchun, masalan lazer nurlari uchun bajarilmaydi).
Eynshteyn qonuni to‘laroq holda qo‘yidagicha ifodalanishi mumkin: jismga
tushayotgan foton energiyasining bir qismi chiqish ishini yengishga, qolgan qismi
esa elektronlarga kinetik energiya berishga sarf bo‘ladi:
h
A
m
max
2
2
(4.3)
bu yerda A – fotoelektronlarning chiqish ishi, m – elektronning massasi,
max
–fotoelektronlarning maksimal tezligi,
m
max
2
2
- ularning maksimal kinetik
energiyasi.
Uchib chiqayotgan fotoelektronlarning vakuumdagi maksimal kinetik
energiyasi (tezligi) har xil bo‘lishi mumkin. Bunga sabab bu elektronlarning jism
ichidagi boshlang‘ich energiyalarining har xilligidir. Fotondan energiya olganga
qadar jism ichidagi elektronlarning energiyasi qancha katta bo‘lsa, uchib
chiqqandan keyin ham uning energiyasi shuncha katta bo‘ladi. Masalan, qattiq
jismning valent zonasidagi elektronlar ichida valent zonaning tepa qismidagilari
eng katta energiyaga ega bo‘ladi. Demak, vakuumda ham bu zonaning tepa
qismidan chiqqan elektronlar eng katta energiyaga ega bo‘ladi. Valent zonaning
pastki qismlaridan chiqqan elektronlar kamroq energiyaga ega bo‘ladi.
Fotoeffektni miqdoriy jihatdan barqarorlash uchun fotoelektronlarning kvant
chiqishi ( degan kattalik ishlatiladi.
n
N
ф
(4.4)
n – uchib chiqqan fotoelektronlar soni, N
ф
– yuzaga tushayotgan fotonlar soni.
|
| |