Дәріс тақырыбы: Жарықтың әсерлері.Фотоэлектрлік эффект.

Жоспары:

1. Фотоэффект.
2. Эйнштейн теңдеуі. Жарық кванты

Фотоэффект деп - түскен жарық ықпалынан заттан электронның бөлініу құбылысын айтамыз. Бұл құбылысты алғаш рет неміс ғалымы Герц (1887ж.) байқаған. Электромагниттік толқындар алу үшін жасаған тәжірибелерінде толқын шығаратын вибраторлардың біріне ультракүлгін сәуле түскен кезде электр зарядының күшейгенін байқаған еді. Ағылшын физигі Гальвакс теріс зарядталған пластинкаға ультракүлгін сәуле түскен кезде ондағы зарядтың кемитінін байқаған.

Фотоэффект құбылысын орыс ғалымы Столетов зерттеген. Ол төмендегі 1- суретегідей электр тізбегін құрып тәжірибе жасаған.

 

1-сурет.А. Г. Столетов тәжірибесінің сұлбасы.

 

Мұндағы А -мыс сетка, К - цинк металлынан жасалған пластинка. Сеткамен пластина (А-К) конденсатор түзеді. Конденсатор гальванометр арқылы В - батереямен жалғанған. Қалыпты жағдайда тізбекте тоқ жүрмейді. К пластинкаға жарық сәулесі түскен кезде тізбекпен тоқ жүретіні байқалған. Бұл құбылыс сыртқы фотоэффект құбылысы деп аталады.

Столетов тәжірибе жасап жарық әсерінен бөлініп шығатын зарядтардың мөлшері пластинаның жарықтануына байланысты екендігін байқады. Пластинаға ультракүлгін сәуле түссе заряд ағыны күшейетіні анықталды. Тәжірибелер арқылы металдан бөлінетін заряд электрондар екендігі байқалды. Олар фотоэлектрондар, ал тізбек арқылы өтетін ток фототоқ деп аталады.

,(12.1)

мұндағы a=ke - тұрақты шама. Түскен жарық жиілігі:

ν = ν₀ - болғанда фотоэлектрон жылдамдығы нольге тең болады.

ν ≤ ν₀ - болса, ондай жарық фотоэффект құбылысын тудыра алмайды.

ν > ν₀ - фотоэффек құбылысы жүретін жарық толқынының жиіліктері ν₀ - ге сәйкес жарық толқынының ұзындығы фотоэффект құбылысын тудыра алмайды. λ₀ - фотоэффектінің қызыл шегі деп аталады.

 

Әртүрлі металдар үшін фотоэффект құбылысын тудыра алатын шекті толқын ұзындығы болады.

Металл	Се	Na	Zn	Au	Fe	Ag	Pt
λ0, нм							196,2

Фотоэффект құбылысы байқалатын уақыт τ = 10^-9 сек.