LABORATORIYA ISHI №5
FOTOEFFEKT HODISASINI O`RGANISH
Ishning maqsadi:
Fotoelementning voltamper xarakteristikasini olish va fotoeffekt
qonuniyatlarini o`rganish.
Kerakli jihozlar:
Yorug`lik manbai, o`zgarmas
tok manbai, o`zgaruvchan va
o`zgarmas tokka mo`ljallangan voltmetr va ampermetr, vakuumli fotoelement FEU-2,
o`lchov lineykasi.
NAZARIY TUSHUNCHA
Fotoefekt-yorug`lik ta’sirida jism sirtidan elektronning ajralib chiqishidir. Bu
hodisani birinchi bo`lib, 1887 yilda G.Gerts kuzatgan. Rus fizigi A.G. Stolotev fotoeffekt
hodissasini chuqurroq o`rgandi. A.G. Stoletov tajribasining sxemasi 1-rasmda keltirilgan.
Havosi so`rib olingan ballon ichidagi katod K ning sirtiga
monoxromatik nurlar dastasi
kvarts "KB" darcha orqali tushadi. Sxemadagi potensiometr
P
elektrodlar
orasidagi
kuchlanishning qiymatlarini hamda ishorasini o`zgartirishga yordam beradi.
1-rasm
Voltmetr yordamida kuchlanish, fototok esa galvanometr bilan o`lchanadi.
2-rasmda
F
1
, F
2
va F
3
yorug`lik oqimi uchun fototokning anod va katod orasidagi
kuchlanishga bog`liqligini
ifodolovchi grafik, ya’ni volt-amper xarakteristikasi
tasvirlangan. Rasmdan ko`rinishicha kuchlanishning biror
qiymatidan boshlab fototok
o`zarmay qoladi, ya’ni to`yinadi. Boshqacha
2-rasm
qilib aytganda, fotoelektronlarning barchasi anodga yetib boradi. Fototokning bu qiymati
to`yinish toki deb ataladi. Fotokatodga tushayotgan yorug`lik oqimi o`zgartirilsa,
to`yinish tokining qiymati ham o`zgaradi. Bu tajribalardan fotoeffektning birinchi qonuni
kelib chiqadi. Muayyan fotokatodga tushayotgan yorug`likning spektral tarkibi
o`zgarmas bo`lsa, fototokning to`yinish qiymati yorug`lik oqimiga tug`ri proporsional.
Rasmdan ko`rinadiki anod va katod orasidagi kuchlanish nolga teng bo`lgan holda ham
fototok mavjud bo`ladi. Bu shuni ko`rsatadiki kinetik energiyasi katta bo`lgan elektronlar
maydon kuchlanganligiga qarshi ish bajaradi va anodga etib
borib anod tokini hosil
qiladi. Agar elektr maydon yetarlicha kuchli bo`lsa fotoelektronlar anodga etib
bormasdan o`z energiyalarini sarflab qo`yadilar. Natijada zanjirdagi fototok to`xtab
qoladi. Bu holga mos keluvchi tormozlovchi kuchlanishning qiymati "
U
m
" to`xtatuvchi
kuchlanish deb ataladi. Bu vaqtdagi chegaraviy hol
uchun
m
eU
m
2
2
(1)
bu yerdan fotoeffektning ikkinchi qonuni kelib chiqadi: muayyan fotokatoddan ajralib
chiqayotgan fotoelektronlar boshlang`ich tezliklarining maksimal qiymati yorug`lik
intensivligiga bog`lik emas. Yorug`likning to`lqin uzunligi o`zgarsa, fotoelektronlarning
maksimal tezliklari ham o`zgaradi. Fotoeffekt vujudga
kelishi uchun tushayotgan
fotonning energiyasi Eynshteyn qonuniga bo`ysunadi.
2
2
max
mv
A
hv
hc
(2)
Bu yerda,
h=6,62
10
-34
J
s
Plank doimiysi,
v
- yorug`lik
chastotasi, λ - sirtiga
tushayotgan yorug`likning to`lqin uzunligi, A - metall sirtidan elektronning chiqish ishi,
v
- fotoelektronlarning maksimal tezligi, m - elektron massasi.
