Е. Т. Акимбеков физика пәнінен дәрістер курсы нұр-Сұлтан 2020
жүктеу/скачать 3.65 Mb.
|
| Планктің кванттық гипотезасы: жарық белгілі бір мөлшердегі энергия бөліктері (кванттар) түрінде сәулеленеді және жұтылады. Кванттың энергиясы тербеліс жиілігіне тура пропорционал:
(19.8) мұндағы h= 6,625·10-34 Дж·с –Планк тұрақтысы. Кирхгоф функциясы үшін Планк формуласы: (19.9) Фотон - электрмагниттік сәуленің (жарықтың) элементар бөлшегі, зарядсыз бейтарап (нейтрал) бөлшек. Ол вакуумда с=3108м/с жылдамдықпен тарайды, тыныштықтағы массасы m=0. Фотон электрмагниттік әсерлесуді тасымалдайтын бөлшек. Зарядталған бөлшектердің фотондарды шығаруы немесе жұтуы барлық электрмагниттік процестердің негізі болып табылады. Фотон туралы ұғым кванттық теория мен салыстырмалы теорияның даму барысында пайда болды. Фотонның энергиясы электрмагниттік толқын ұзындығына немесе жарық тербелісінің жиілігіне тәуелді (19.20) мұндағы h·-34Дж·с - Планк тұрақтысы. Фотонның массасы мен импульсінің шамасы мынаған тең: (19.21) (19.22) Фотонның электр заряды, магниттік моменті болмайды. Сөйтіп, жарыққа толқындардың да, бөлшектердің де қасиеттері тән. Осындай екі жақтылық тек жарыққа ғана тән емес барлық зат бөлшектеріне де тән. Түскен жарық ықпалынан заттан электрондардың бөлініп шығу құбылысын фотоэлектрлік эффект (фотоэффект) деп атайды. Теріс зарядталған таза мырыш пластинаға ультракүлгін сәуле түсірілгенде, пластинаның теріс зарядтары кеміп, оң зарядталған (52-сурет). Фотоэффект құбылысының сыртқы, ішкі және винтильдік деп аталатын түрлеріне тоқталайық. Сыртқы фотоэффект - затқа түскен электрмагниттік сәуленің әсерінен электрондардың заттан бөлініп шығу құбылысы. Ішкі фотоэффект– электрмагниттік сәуленің әсерінен қатты және сұйық шала өткізгіштер мен диэлектрикте «байланған» электрондардың заттан шықпай еркін күйге ауысу құбылысы. Ішкі фотоэффектіде зат ішіндегі ток тасымалдаушылар концентрациясы артып, фотоөткізгіштік немесе вентильді фотоэффект пайда болады. Вентильдік фотоэффект – екі түрлі шала өткізгіштің немесе шала өткізгіш пен металдың түйісу шекарасында (сыртқы электр өрісі жоқ кезде) жарық әсерінен электр қозғаушы күшінің (фото ЭҚК) пайда болу құбылысы. Сыртқы фотоэффект құбылысын толығырақ түсіндіру үшін Столетов мынадай тәжірибе жасады (53-сурет). Анод (А) және катод (К) электродтары бар ішінен ауасы сорылған шыны түтік ток көзімен қосылған. Монохромат жарық сәулелерінің әсерінен катодтан электрондар бөлініп шығады, осындай электрондар фотоэлектрондар, ал олардың ағыны фотоэлектр тогы немесе фототок деп аталады. Шыны түтіктегі катодты толқын ұзындықтары әр түрлі жарық сәулелері-мен сәулелендірудің нәтижесінде Столетов мынадай заңдылықтарды қортындылады: жарық әсерінен катодтан тек теріс заряды электрондар бөлініп шығатындығы анықталды; Ультракүлгін сәулелер Жарық сәулесі Б 52- сурет 53- сурет 2) катодқа күлгін және ультракүлгін сәулелер түсірілсе бұл құбылыстың күшейе түсетіндігі байқалады; 3) катодтан бөлініп шығатын электрондардың мөлшері катод бетінің жарықталынуына немесе түскен жарық ағынына тура пропорционал болады. Фотоэффект құбылысының вольт–амперлік сипаттамасын, яғни фототок күшінің (IФ) потенциалдар айырымына (U) тәуелділігін қарастырайық (54-сурет). Iқ1 Үдетуші потенциал Тежеуші потенциал 54-сурет
Үдетуші потенциалдар айырымы артқанда фототок та (Iф) артады. Ал үдетуші потенциалдың мәні белгілі бір шамаға жеткенде фототок күші өзінің қанығу мәніне жетеді (Iқ). Өйткені катодтан шыққан электрондар түгелімен анодқа жетеді. Сонымен қанығу фототоктың шамасы фотоэлектрондар санына пропорционал болады: жүктеу/скачать 3.65 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|