fotoelektrik effekti


facebook twitter əjdaha lazımdı   googllalink

    1. 1887-ci ildə gustav hertz tərəfindən kəşf olunan effektdir. ancaq hertz bu effektlə maraqlanmır. onun tələbəsi lenard 1902 ildə daha dəqiq ölçmələr apararaq effekti yaxından araşdırır və buna görə 1905-ci ildə nobel mükafatı alır. bundan əlavə effektin izahını verən albert einstein, 1905-ci ildə çap olunan məqaləsinə görə 1921-ci ildə nobel mükafatı alır. qısaca işıqlandırılan metal lövhələrdən elektron qopmasıdır fotoelektrik effekti. amma məsələ düşündüyünüz qədər sadə deyil. bəlkə də einstein-ın gətirdiyi izahı deyəndən sonra "bunda nə var ki, umbay? bu elə belə olmalı deyildi?" deyəcəksiniz. amma xatırladım ki, einstein kimi sadə, hamının başa düşəcəyi izahlar vermək hər oğulun işi deyil. bir entrydə yazmışdım, çətin düşünmək asandı, bunu öyrənmək olar. amma sadə düşünmək çətindi, sadə düşünmək üçün nobel mükafatı var. etiraf edirəm, bu sözlər mənə aid deyil.
    effektin müəmmalı tərəflərini sadalamazdan əvvəl, gəlin eksperiment ilə yaxından tanış olaq. bir metal lövhəyə işıq vurulur və lövhə negativ yüklənməyə başlayır. bundan bir qədər kənarda bir başqa metal lövhə qoyurlar. əgər bu iki lövhələr arasına ampermetr qoşsaq, görərik ki, lövhələr arasında cərəyan axır. indi gəlin eksperimenti daha maraqlı edək. iki lövhə arasında əlavə köməkçi gərginlik yaradaq. bu gərginliyi, ikinci lövhə istiqamətində artırsaq görərik ki, ampermetr daha çox cərəyanın axdığını göstərir. əgər köməkçi gərginliyi əks istiqamətdə artırsaq, görərik ki, ampermetr getdikcə daha az cərəyan axdığını bildirir. ampermetrin sıfırı göstərdiyi köməkçi gərginliyə tormozlanma gərginliyi deyək.
    indi başlayaq problemlərimizə. bu tormozlanma gərginliyi ancaq və ancaq metalın növündən və işığın rəngindən asılıdır. işığın miqdarından asılı deyil. yəni istəyirsiziz, projektorla metalın üstünə işıq vurun, istəyirsinizsə də neft lampası ilə işıq vurun. tormozlanma gərginliyi dəyişməyəcək. bundan başqa köməkçi gərginliyi birinci istiqamətdə artıranda ampermetr cərəyanının artdığını demişdik. gərginliyi artırmağa davam edirik, müəyyən müddətdən sonra artıq ampermetrin göstəricisi dəyişmir. ampermetrin bu maksimal göstəricisi nə metalın növündən, nə də işığın rəngindən asılıdır. əksində işığın miqdarından asılıdır.
    bu problemlər o dövrdə açıqlana bilmirdi. açıqlamanı sadə modellə albert einstein verdi. einstein bu izah üçün maks planckın işıq kvantları, fotonlar nəzəriyyəsindən istifadə etdi. o dövrdə işığın hələ zərrəcik kimi təsəvvür oluna biləcəyi şüphə altında idi. plancka görə işığın enerjisi müəyyən bir ədədin tam vuruqları şəklində mövcud idi. həmin o elementar enerji isə işığın dalğa uzunluğundan asılı idi. einsteinın gətirdiyi izahı başa salmaq üçün fotonları və elektronları top şəklində təsəvvür eləməkdə fayda var. bir işıq mənbəyindən dəqiqədə 100 foton göndərilir. bu fotonların hər biri metalın içinə pərçim edilmiş topları yəni elektronları yerindən çıxarır. vurğulayaraq deyirəm, bir foton bir elektron qoparır. yerlərindən çıxarılmış elektronlar hərəsi bir tərəfə uçur. bəziləri gedib ikinci lövhəyə çatır və cərəyan axır. əgər köməkçi gərginliyimiz ikinci metal istiqamətdə olsa onda, başqa tərəfə gedən elektronlar da öz istiqamətlərini dəyişib ikinci lövhəyə doğru gedəcəklər və cərəyan şiddətlənəcək. bir müddətdən sonra gərginlik o qədər böyükdür ki, bütün toplar ikinci lövhəyə gedir. artıq burada gərginliyi daha da artırmağın heç bir faydası olmur, çünki təkrar edirəm, bütün elektronlar artıq ikinci lövhəyə çatırlar. aydındır ki, nə qədər çox fotonlar göndərsək, o qədər çox elektronlar azad olacaq, nəticədə bu nöqtədə cərəyan şiddətini yalnız işığın miqdarı dəyişə bilər. hər foton bir elektronu azad edir demişdik. indi gərginliyin tərsinə artırıldığını düşünün. ikinci lövhəyə doğru gedən toplar yolda tormozlanır. bir müddətdən sonra isə gərginlik o qədər çoxdur ki, toplar heç birinci metalı tərk edə bilmir. burda da təsəvvür eləmək asandır ki, çox fotonun göndərilməsi bu tormozlanma gərginliyini dəyişə bilməyəcək. çünki göndərilən fotonların heç biri top azad edə bilməyəcək. amma əgər biz fotonları daha qüvvətlə göndərsək, onda yenidən elektron azad edilə bilər. yəni işığın enerjisini artırmaqla yenidən cərəyan əldə etmək olur. işığın enerjisini dəyişmək də onun dalğa uzunluğunu, yəni rəngini dəyişməklə ola bilər. bundan başqa əgər biz birinci lövhədə daha "zəif" bir metal işlətsə idik*, onda fotonların elektronları azad etməsi rahatlaşardı və biz daha fərqli tormozlanma gərginliyinə ehtiyac duyardıq.
    xülasə:
    1. göndərilən işığın enerjisi kifayət qədər çox olsa, yəni elektronun metala bağlanma enerjisindən çox olsa onda elektronlar azadlığa çıxır. işığın enerjisindən elektronun metala bağlanma enerjisini çıxdıqda "artıq" qalan enerji, elektronun sürətini, yəni kinetik enerjisini müəyyən edir. elektrondan bu enerjini alan, yəni onu saxlayan, gərginliyə tormozlanma gərginliyi deyilir.
    2. kifayət qədər enerjiyə sahib hər foton yalnız bir elektron azad edir. nəticədə bu fotonlardan nə qədər sıx göndərilsə, o qədər də elektron azad olar.


sən də yaz!