Tabiiy fanlar - bet 2

|
Tabiiy fanlar
|
bet | 2/5 | Sana | 20.12.2023 | Hajmi | 135,62 Kb. | | #124411 |
Bog'liq 1-mustaqil talimjm CT 2eA/(kT)
bunda A elektronning katoddan chiqish ishi, T- termodinamik temperatura, C- barcha metallar uchun bir xil bo’lgan doimiy. Bu formuladan ko’rinib turibdiki, katod temperaturasi qanchalik yuqori bo’lsa va katoddan elektronlarning chiqish ishi qanchalik kichik bo’lsa, to’yinish tokning zichligi shunchalik katta bo’ladi. Xaqiqatdan xam, sof vol’framdan yasalgan katod temperaturasini 1000 К dan 3000 К gacha ko’tarilishi natijasida to’yinish tokning zichligi deyarli I016 marta ortadi.
Diodning asosiy xususiyati elektr tokini faqat bir yo’nalishda o’tkazishidir. Diodda anod katodga nisbatan musbat potentsialga ega bo’lgandagina katoddan anod tomon elektronlar oqimi o’tadi. Dioddan o’zgaruvchan toklarni to’g’rilash maqsadida foydalanish mumkin.
Тоk yarim davrlarda anodning potentsiali musbat, katodniki esa manfiy bo’ladi. Shuning uchun lampa orqali tok o’tadi. Juft yarim davrlarda esa anodning potentsiali manfiy, katodniki musbat bo’lganligi uchun lampa berk bo’ladi, ya’ni elektr tokini o’tkazmaydi. Demak, diod orqali faqat bir yo’nalishdagina elektr toki o’tadi. Uchta elektrodi bo’lgan lampani triod deb ataladi (6.3-rasm).
Uchinchi elektrod katod bilan anod orasida (katodga yaqin masofada) joylashtirilgan to’rdan iborat bo’ladi. 6.4-rasmda triodning eng ko’p qo’llanilgan konstruktsiyasi tasvirlangan.
Bu lampada katod bevosita qizdiriladi. Katod atrofidagi spiral to’r vazifasini o’taydi. Katod va to’rni o’rab turgan metall tsilindr esa anod bo’lib xizmat qiladi.
6.3-rasm. 6.4-rasm.
To’rga musbat kuchlanish berilganda to’r va katod orasida vujudga kelgan elektr maydon termoelektronlarga tezlashuvchi ta’sir ko’rsatadi. To’r anodga qaraganda katodga ancha yaqin bo’lganligi uchun to’rdagi kuchlanishning ozgina o’zgarishi anod tokining ancha o’zgarishiga sababchi bo’Iadi. Demak, to’rga beriladigan kuchlanishini o’zgartirish yo’li bilan triodning anod zanjiridagi tokni boshqarish mumkin. Umuman elektronlar oqimi hosil qilish lozim bo’lgan qurilmalarda keng qo’llaniladi.
Klassik nazariyaning qator hodisalarni tushuntira olmasligiga qaramay, o‘z ahamiyatini shu vaqtga qadar saqlab keldi, chunki erkin elektronlar
konsentratsiyasi kichik bo‘lgan hollarda u qoniqarli natijalarni beradi. Shu bilan birga klassik nazariya kvant nazariyasiga qaraganda bir muncha sodda va ko‘rgazmalidir.
Metallar o‘z-o‘zidan musbat zaryadga ega bo‘lmaydi. Demak, metallni o‘zo‘zidan tashlab ketuvchi o‘tkazgich elektronlar soni sezilarli darajada bo‘lmaydi.
Bu hol metallarda elektronlar uchun potensial chuqurlik mavjudligi bilan tushuntiriladi. Metallni tashlab ketishga energiyasi sirtga yaqin bo‘lgan potensial chuqurlikni yengib o‘tish uchun yetarli bo‘lgan elektronlargina muvaffaq bo‘ladi. Bu barerni ifodalovchi kuch quyidagicha kelib chiqqan. Sirtqi qatlamdagi musbat ionlar panjarasidan elektronlarning tasodifan chiqib ketishi, elektron ketgan o‘rinda ortiqcha musbat zaryadning paydo bo‘lishiga olib keladi. Bu zaryad bilan bo‘lgan Kulon o‘zaro ta’sir kuchi tezligi uncha katta bo‘lmagan elektronni qaytishga majbur etadi. Shunday qilib, ayrim elektronlar hamma vaqt metall sirtidan chiqib ketadi, undan bir necha atomlararo masofalariga uzoqlashadi, so‘ngra yana qaytadi. Natijada metall yupqa elektronlar buluti bilan o‘ralgan bo‘ladi. Bu bulut tashqi ionlar qatlami bilan qo‘sh elektr qatlamni hosil qiladi. Bunday qatlamda elektronga ta’sir etuvchi kuchlar metall ichiga yo‘nalgandir. Elektronni metallning ichidan uning sirtiga ko‘chirishdagi bu kuchlarga qarshi bajarilgan ish elektronning potensial energiyasini orttirishiga ketadi.
Ikkilangan qatlamning maydoni elektronlar uchun tormozlovchi maydondan iborat bo‘ladi. Shuning uchun elektron metall sirtiga uchib chiqishi uchun o‘zining kinetik energiyasi hisobiga quyidagi ishni bajarishi kerak, ya’ni:
Ae (15)
bu yerda φ – chiqish potensiali.
Elektronni qattiq yoki suyuq jismdan vakuumga chiqarish uchun zarur
bo‘lgan eng kichik energiya chiqish ishi deb ataladi.
Yoki: Elektronni metalldan chiqib ketishi uchun bajarilishi zarur bo‘lgan ishga elektronning metalldan chiqish ishi deyiladi.
Turli metallar uchun elektronning chiqish ishi turlicha bo‘ladi. Chiqish ishining qiymati metall sirtining tozaligiga juda ham sezgidir.
Odatda xona temperaturasida metalldagi erkin elektronlarning kinetik energiyasi kichik bo‘ladi. Agar erkin elektronlarga qo‘shimcha energiya berilsa, ularda metallni tashlab chiqish imkoni tug‘iladi.
Metalldan elektronlarni uchib chiqish jarayoniga elektron emissiya deyiladi.
Elektronlarga turli usullar bilan ta’sir ko‘rsatib elektronlar emissiyasini hosil qilish mumkin. Masalan, yorug‘lik ta’sirida fotoelektron emissiyani, kuchli elektr maydon ta’sirida avtoelektron emissiyani, issiqlik ta’sirida esa termoelektron emissiyani hosil qilish mumkin.
Qizigan qattiq yoki suyuq jismlarning elektronlar chiqarishi termoelektron emissiya deb aytiladi.
Termoelektron emissiya hodisasi shu bilan tushintiriladiki, elektronlarning energiya bo‘yicha taqsimlanishi natijasida metall chegarasida potensial to‘siqni yengish uchun energiyasi yetarli bo‘lgan ma’lum miqdor elektronlar mavjud bo‘ladi. Temperatura ko‘tarilganda bunday elektronlar miqdori keskin ortadi va sezilarli bo‘lib qoladi.
Termoelektron emissiya hodisasini 1-rasmda tasvirlangan sxema yordamida amalga oshirish qulay.
2 BA
K
R
1-rasm.
Sxemaning asosiy elementi ikki eletrodli lampa hisoblanadi, uni odatda vakuumli diod deb ataladi. Lampani ichida katod va anoddan iborat ikkita elektrodi bo‘lgan, havosi so‘rib olingan metall yoki shisha ballondan iborat. Konstruksiyasi bo‘yicha elektrodlar turli shaklda tayyorlangan bo‘lishi mumkin. Oddiy holda, katod ingichka to‘g‘ri tola, anod esa katodga nisbatan koaksal silindr shaklida bo‘ladi.
Katod, cho‘g‘lantiruvchi batareya Bq tomonidan hosil qilingan tok bilan qizdiriladi. Reostat R1 yordami bilan cho‘g‘latish tok kuchini boshqarib, cho‘g‘lanish temperaturasini o‘zgaritirish mumkin. Elektrodlarga BA anod batareyasidan kuchlanish beriladi. Anod kuchlanishining kattaligini R2 potensiometr yordamida o‘zgartirish va V voltmetr yordamida o‘lchash mumkin.
Galvonometr G anod tok kuchini o‘lchash uchun mo‘ljallangan.
Agar katod cho‘g‘lanishini birday saqlagan holda, anod tok kuchining anod kuchlanishiga bog‘liqligi olinsa, u holda 2a – rasmda tasvirlangan egri chiziq hosil bo‘ladi. Ushbu egri chiziq volt-amper harakteristikasi deb ataladi.
Ja jT
JT
A
0 UT Ua T
2-rasm.
Ua = 0 bo‘lganda katoddan uchib chiqqan elektronlar uning atrofida manfiy fazoviy zaryadlar – elektron bulutni hosil qiladi. Manfiy zaryadlangan elektron bulut katoddan chiqayotgan elektronlarni orqaga qaytaradi. Elektron bulutni anodga tortish uchun anodni elektr manbaining musbat qutbiga ulash lozim. Katod bilan anod orasidagi elektr maydon ta’sirida elektronlarning kinetik energiyasi,
|
| |