Фотоэффект

Википедия — ирекле энциклопедия мәғлүмәте
Перейти к навигации Перейти к поиску

 

Фотоэффект, йәки фотоэлектрик эффект, яҡтылыҡ йәки башҡа электромагнит нурланыш йоғонтоһонда фотон энергияһы матдә электрондарына тапшырылыуы. Конденсирланған (ҡаты һәм шыйыҡ) матдәләрҙә тышҡы (электрондар матдәнән осоп сығы) һәм эске (электрондар, матдәлә ҡалып, уларҙың энергетик торошон үҙгәртә) фотоэффект булыуын билдәләйҙәр. Газдарҙағы фотоэффект нурланыш тәьҫирендә атомдарҙың йәки молекулаларҙың ионлашыуына килтерә.[1]

Тышҡы фотоэффект[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Тышҡы фотоэффект

Тышҡы фотоэффект (фотоэлектрон эмиссия) тип электромагнит нурланыштар тәьҫирендә матдәнән электрондарҙың айырылып сығыуын атайҙар. Матдәнең тышҡы фотоэффекты ваҡытында осоп сыҡҡан электрондар фотоэлектрондар тип атала, ә улар барлыҡҡа килтергән электр тогы тышҡы электр ҡырында тәртипкә һалынған хәрәкәт ваҡытында фототок тип атала.

Фотокатод — электромагнит нурланышҡа туранан-тура дусар булған һәм был нурланыш тәьҫирендә электрондар бүлеп сығарған вакуумлы электрон ҡоролма электроды.

Туйындырыу фототоктары - сығарылған электрондарҙың максималь тогы, фотокатод менән анод араһындағы ток, был ваҡытта бөтә сығарылған электрондары анодта йыйыла.

Фотокатодтың спектраль характеристикаһы - спектрал һиҙгерлектең электромагнит нурланыш тулҡынының йышлығына йәки оҙонлоғона бәйлелеге.

Асыу тарихы[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Тышҡы фотоэффектты 1887 йылда Генрих Герц[2][3][4] аса. Асыҡ резонатор менән эшләгәндә ул, әгәр ультрафиолет менән цинк разрядниктарына яҡтыртһаң, осҡондоң үтеүе һиҙелерлек еңеләйгәнен күрә.

1888-1890 йылдарҙа фотоэффектты системалы рәүештә урыҫ физигы Александр Столетов[5] өйрәнә, ул 6 хеҙмәт баҫтырып сығара.[6][7][8][9][10][11] Ул был өлкәлә бер нисә мөһим асыш яһай, шул иҫәптән тышҡы фотоэффекттың беренсе законы сығарыла.[12]

Столетов фекеренсә, Ҡояш спектрында булмаған нурҙар фотоэффектҡа һәләтле, йәғни фотоэффекттың ҡыҙыл сиге булыуы тураһында һығымтаға килә. 1891 йылда. Эльстер һәм Гейтель һелтеле металдарҙы өйрәнгәндә, металдың электр ыңғайлығы ни тиклем юғары булһа, уның фотоға һиҙгер булған сик йышлығы ла шул тиклем түбәнерәк, тигән һығымтаға килә.[13]

Томсон 1898 йылда эксперименталь рәүештә металдан сыҡҡан электр заряды ағымы элек асылған киҫәксәләр (һуңыраҡ электрондар тип аталған) ағымынан ғибәрәт булыуын асыҡлай. Шуға күрә, яҡтылыҡ артыуы фототоктың артыуына килтерә.

Филипп Ленардтың 1900-1902 йылдарҙағы фотоэффектты тикшеренеүҙәре күрһәтеүенсә, классик электродинамикаға ҡарамаҫтан, осоп барыусы электрондың энергияһы һәр ваҡыт төшкән нурланыш йышлығы бәйле һәм нурланыш интенсивлығына бәйле түгел.

Фотоэффектты тикшереү буйынса уҡыу эксперименты схемаһы. Яҡтылыҡтан тар йышлыҡ диапазоны алына һәм вакуумлы прибор эсендә катодҡа йүнәлә. Катод менән анод араһындағы көсөргәнеш менән улар араһындағы энергетик сикте билдәләй. Ток буйынса электрондарҙың анодҡа өлгәшеүе тураһында фекер йөрөтәләр.

Фотоэффектты 1905 йылда Альберт Эйнштейн (1921 йылда ул, швед физигы Карл Вильгельм Озеен номинацияһы арҡаһында, Нобель премияһын ала) Макс Планктың яҡтылыҡтың квант тәбиғәте тураһындағы гипотезаһы нигеҙендә аңлата. Эйнштейндың эшендә мөһим яңы гипотеза була — әгәр Планк 1900 йылда яҡтылыҡ тик квант өлөштәрҙән генә тора тиһә, Эйнштейн яҡтылыҡквантлы порцияларҙан hν тора тип иҫәпләй. Һәр квант порцияһы hν , бында hПланка константаһы.

1906-1915 йылдарҙа фотоэффектты Роберт Милликен өйрәнә. Ул бикләүсе көсөргәнештең йышлыҡтарға (ысынлап та һыҙыҡлы булып сыға) теүәл бәйлелеген билдәләй һәм уның нигеҙендә Планк константаһын иҫәпләп сығара.«Мин ғүмеремдең ун йылын 1905 йылғы Эйнштейн тигеҙләмәһен тикшереүгә сарый иттем, — тип яҙа Милликен, — һәм бөтә өмөттәремә ҡарамаҫтан, 1915 йылда уның, абсурд булыуына ҡарамаҫтан, эксперименталь рәүештә раҫланғанын танырға тура килде». 1923 йылда Милликен «элементар электр зарядын һәм фотоэлектрик эффектты билдәләү буйынса эше өсөн» физика буйынса Нобель премияһына лайыҡ була.

Фотоэффектты тикшереү иң тәүге квант-механик тикшеренеүҙәрҙең береһе була.

Шулай уҡ ҡарағыҙ[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

  • Фотоэлектрон спектроскопия
  • Ҡояш генерацияһы
  • Комптон эффекты

Иҫкәрмәләр[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

  1. Яворский Б. М., Детлаф А. А., Лебедев А. К. Справочник по физике для инженеров и студентов вузов. — М., Оникс, 2007. — Тираж 5100 экз. — ISBN 978-5-488-01248-6. — с. 725
  2. http://www.britannica.com/science/photoelectric-effect «The photoelectric effect was discovered in 1887 by the German physicist Heinrich Rudolf Hertz.»
  3. H. Hertz (1887), Ueber einen Einfluss des ultravioletten Lichtes auf die electrische Entladung (An effect of ultraviolet light on electrical discharge) / Ann. Phys., 267: 983—1000. doi: 10.1002/andp.18872670827 (нем.)
  4. Stig Lundqvist, Physics, 1901—1921 // World Scientific, 1998, ISBN 9789810234010, p.121 (инг.)
  5. БСЭ, ФОТОЭФФЕКТ
  6. Stoletow, A. Sur une sorte de courants electriques provoques par les rayons ultraviolets (фр.) // Comptes Rendus (инг.)баш. : magazine. — 1888. — Т. CVI. — С. 1149. (Reprinted in Stoletow, M.A. On a kind of electric current produced by ultra-violet rays (инг.) // Philosophical Magazine Series 5 : journal. — 1888. — Т. 26. — № 160. — С. 317. — DOI:10.1080/14786448808628270; abstract in Beibl. Ann. d. Phys. 12, 605, 1888).
  7. Stoletow, A. Sur les courants actino-electriques au travers deTair (фр.) // Comptes Rendus (инг.)баш. : magazine. — 1888. — Т. CVI. — С. 1593. (Abstract in Beibl. Ann. d. Phys. 12, 723, 1888).
  8. Stoletow, A. Suite des recherches actino-électriques (билдәһеҙ) // Comptes Rendus (инг.)баш.. — 1888. — Т. CVII. — С. 91. (Abstract in Beibl. Ann. d. Phys. 12, 723, 1888).
  9. Stoletow, A. Sur les phénomènes actino-électriques (билдәһеҙ) // Comptes Rendus (инг.)баш.. — 1889. — Т. CVIII. — С. 1241.
  10. Столетов, А. Актино-электрические исследовaния (Russian) // Журнал Русского физико-химического общества. — 1889. — Т. 21. — С. 159.
  11. Stoletow, A. Sur les courants actino-électriques dans l'air raréfié (фр.) // Journal de Physique : magazine. — 1890. — Т. 9. — С. 468. — DOI:10.1051/jphystap:018900090046800
  12. БСЭ, СТОЛЕТОВ АЛЕКСАНДР ГРИГОРЬЕВИЧ
  13. Дуков В. М. Исторические обзоры в курсе физики средней школы. М.: Просвещение 1983. 160 с.

Һылтанмалар[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Әҙәбиәт[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

  • Лукирский П. И. О фотоэффекте. — Л.; М.: Гос. техн.-теорет. изд-во, 1933. — 94 с.
  • Лукьянов С. Ю. Фотоэлементы. — Москва ; Ленинград :: Изд-во и 2-я тип. Изд-ва Акад. наук СССР, 1948. — 372 с.
  • Рывкин С. М. Фотоэлектрические явления в полупроводниках. — М.: Физматлит, 1963. — 494 с.
  • Fowler R. H. The Analysis of Photoelectric Sensitivity Curves for Clean Metals at Various Temperatures // Phys. Rev. — 1931. — Vol. 38.