Фотоэффект менен Фотоэлектрдик эффект
Фотоэффектте жана фотоэлектрдик эффектте электрондордун чыгуу жолдору алардын ортосундагы айырманы жаратат. Бул эки терминдеги "фото" префикси бул эки процесс тең жарыктын өз ара аракеттешүүсүнөн улам пайда болгонун көрсөтүп турат. Чындыгында, алар жарыктан энергияны жутуу жолу менен электрондорду чыгарууну камтыйт. Бирок, алар аныктамасы боюнча айырмаланат, анткени прогресстин кадамдары ар бир учурда ар башка. Эки процесстин ортосундагы негизги айырмачылык фотоэлектрдик эффектте электрондор мейкиндикке чыгарылат, ал эми фотоэлектрдик эффектте чыгарылган электрондор жаңы материалга түз кирет. Келгиле, бул жерде кеңири талкуулайлы.
Фотоэффект деген эмне?
Бул идеяны 1905-жылы эксперименталдык маалыматтар аркылуу Альберт Эйнштейн сунуш кылган. Ал ошондой эле жарыктын бөлүкчөлөрүнүн табияты жөнүндөгү теориясын материянын жана нурлануунун бардык формалары үчүн толкун-бөлүкчөлөрдүн коштугунун бар экендигин ырастоо менен түшүндүргөн. Фотоэффекттеги экспериментинде ал металлга белгилүү бир убакыт бою жарык тийбей турганда, металл атомдорундагы эркин электрондор жарыктан энергияны сиңирип, мейкиндикке өзүн-өзү чыгаруучу жерден чыгып кете аларын түшүндүрөт. Бул үчүн жарык белгилүү бир чектик мааниден жогорураак энергия деңгээлин көтөрүшү керек. Бул чектик маани, ошондой эле тиешелүү металлдын "жумуш функциясы" деп аталат. Жана бул электронду кабыгынан чыгаруу үчүн зарыл болгон минималдуу энергия. Берилген кошумча энергия электрондун кинетикалык энергиясына айландырылат жана анын эркин кыймылына мүмкүнчүлүк берет. Бирок жумуш функциясына барабар энергия гана камсыз кылынса, бөлүнүп чыккан электрондор кинетикалык энергиянын жоктугунан кыймылдай албай, металлдын бетинде калат.
Жарык энергияны материалдык келип чыккан электронго өткөрүп бериши үчүн, жарыктын энергиясы чындыгында толкун сыяктуу үзгүлтүксүз эмес, дискреттик энергия пакеттеринде келет деп эсептелет. Демек, жарыктын ар бир энергетикалык кванттын өзүнчө электрондоруна өткөрүп берүүсү, аларды өз кабыгынан жылдырышы мүмкүн. Мындан тышкары, металл катод катары вакуумдук түтүктө кабыл алуучу анод менен тышкы чынжыр менен карама-каршы тарапта бекитилгенде, катоддон чыгарылган электрондор анод тарабынан тартылат, ал оң чыңалууда сакталат жана, демек, вакуум ичинде ток өтүп, чынжырды бүтүрүп жатат. Бул Альберт Эйнштейндин 1921-жылы физика боюнча Нобель сыйлыгын алган ачылыштарынын негизи болгон.
Фотоэлектрдик эффект деген эмне?
Бул кубулушту биринчи жолу француз физиги A. E. Becquerel 1839-жылы платина менен алтындын эки пластинасынын ортосунда эритмеге чөмүлгөн жана жарыкка дуушар болгон ток чыгарууга аракет кылганда байкаган. Бул жерде металлдын валенттик тилкесиндеги электрондор жарыктан энергияны өзүнө сиңирип алып, дүүлүккөндө өткөргүч тилкеге секирип, эркин кыймылдашат. Бул толкунданган электрондор андан кийин орнотулган кошулуу потенциалы (Галвани потенциалы) менен тездетилет, ошондуктан алар бир материалдан экинчисине түздөн-түз өтө алышат, мисалы, фотоэффекттегидей вакуум мейкиндигин кесип өтүүдөн айырмаланып, бул кыйыныраак. Күн батареялары ушул концепцияда иштейт.
Фотоэлектрдик эффект менен фотоэлектрдик эффекттин ортосунда кандай айырма бар?
• Фотоэлектрдик эффектте электрондор вакуумдук мейкиндикке чыгарылат, ал эми фотоэлектрдик эффектте электрондор эмиссияда башка материалга түз кирет.
• Фотоэлектрдик эффект эритмеде бири-бири менен кошулган эки металлдын ортосунда байкалат, бирок фотоэлектрдик эффект катоддук нур түтүкчөсүндө катод менен аноддун катышуусу менен тышкы чынжыр аркылуу туташтырылган.
• Фотоэлектрдик эффекттин пайда болушу фотоэлектрдик эффектке салыштырмалуу кыйыныраак.
• Чыгарылган электрондордун кинетикалык энергиясы фотоэлектрдик эффект аркылуу пайда болгон токто чоң роль ойнойт, ал эми фотоэлектрдик эффект үчүн анчалык деле маанилүү эмес.
• Фотоэлектрдик эффект аркылуу чыгарылган электрондор кошулуу потенциалы жок фотоэффекттен айырмаланып, кошулуу потенциалы аркылуу түртүлөт.
