TASHQI FOTOEFFEKT. KOMPTON EFFEKTI (Fotoeffekt, Tashqi fotoeffekt, Kompton effekti)

Yuklangan vaqt

2024-04-25

Yuklab olishlar soni

14

Sahifalar soni

25

Faytl hajmi

1,4 MB


Ilmiybaza.uz MAVZU: TASHQI FOTOEFFEKT. KOMPTON EFFEKTI KURS ISHI Ilmiybaza.uz MAVZU: TASHQI FOTOEFFEKT. KOMPTON EFFEKTI KURS ISHI
Ilmiybaza.uz REJA: Kirish Asosiy qism 1. Fotoeffekt 2. Tashqi fotoeffekt 3. Kompton effekti Xulosa Foydalanilgan adabiyotlar Ilova Ilmiybaza.uz REJA: Kirish Asosiy qism 1. Fotoeffekt 2. Tashqi fotoeffekt 3. Kompton effekti Xulosa Foydalanilgan adabiyotlar Ilova
Ilmiybaza.uz KIRISH Oliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi: 2021/2022 o‘quv yilidan boshlab oliy ta’lim tizimida fizika fanlarini sohalarga moslashtirilgan holda o‘qitishni yo‘lga qo‘ysin; Axborot texnologiyalari va kommunikatsiyalarini rivojlantirish vazirligi bilan birgalikda 2021-yil 1-noyabrga qadar yoshlar o‘rtasida fizika fanlariga bo‘lgan qiziqishni oshirish, ularning fizika, elektronika sohasidagi iqtidorini rivojlantirishga qaratilgan “Yosh fiziklar portali”ni ishga tushirsin; 2022-yil 1-iyunga qadar oliy ta’lim muassasalari tasarrufidagi akademik litseylarning fizika fani chuqurlashtirib o‘qitiladigan ta’lim yo‘nalishlari uchun takomillashtirilgan dasturlar asosida yangi darslik va muqobil adabiyotlar yaratish, moddiy-texnik, laboratoriya va o‘quv-metodik ta’minotini, shu jumladan budjetdan tashqari mablag‘lar hisobidan yangilash bo‘yicha zarur choralarni ko‘rsin; yetakchi xorijiy oliy ta’lim muassasalari bilan hamkorlikda fizika sohalari bo‘yicha qo‘shma ta’lim dasturlari asosida kadrlar tayyorlashni yo‘lga qo‘ysin; Samarqand davlat universiteti tuzilmasida fizika sohalari bo‘yicha kadrlar tayyorlovchi “Samarqand davlat universitetining muhandislik fizikasi instituti”ni tashkil etish choralarini ko‘rsin. O‘zbekiston Milliy universiteti, Samarqand davlat universiteti, Fanlar akademiyasi huzuridagi Yadro fizikasi instituti va Ion-plazma va lazer texnologiyalari institutiga fizika fanlari bo‘yicha falsafa doktori (PhD) va fan doktori (Dsc) ilmiy darajalarini berish vakolati taqdim etilsin. Innovatsion rivojlanish vazirligi: Oliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi hamda Moliya vazirligi bilan birgalikda 2021-yildan boshlab oliy ta’lim va ilmiy tashkilotlar buyurtmasiga muvofiq fizika Ilmiybaza.uz KIRISH Oliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi: 2021/2022 o‘quv yilidan boshlab oliy ta’lim tizimida fizika fanlarini sohalarga moslashtirilgan holda o‘qitishni yo‘lga qo‘ysin; Axborot texnologiyalari va kommunikatsiyalarini rivojlantirish vazirligi bilan birgalikda 2021-yil 1-noyabrga qadar yoshlar o‘rtasida fizika fanlariga bo‘lgan qiziqishni oshirish, ularning fizika, elektronika sohasidagi iqtidorini rivojlantirishga qaratilgan “Yosh fiziklar portali”ni ishga tushirsin; 2022-yil 1-iyunga qadar oliy ta’lim muassasalari tasarrufidagi akademik litseylarning fizika fani chuqurlashtirib o‘qitiladigan ta’lim yo‘nalishlari uchun takomillashtirilgan dasturlar asosida yangi darslik va muqobil adabiyotlar yaratish, moddiy-texnik, laboratoriya va o‘quv-metodik ta’minotini, shu jumladan budjetdan tashqari mablag‘lar hisobidan yangilash bo‘yicha zarur choralarni ko‘rsin; yetakchi xorijiy oliy ta’lim muassasalari bilan hamkorlikda fizika sohalari bo‘yicha qo‘shma ta’lim dasturlari asosida kadrlar tayyorlashni yo‘lga qo‘ysin; Samarqand davlat universiteti tuzilmasida fizika sohalari bo‘yicha kadrlar tayyorlovchi “Samarqand davlat universitetining muhandislik fizikasi instituti”ni tashkil etish choralarini ko‘rsin. O‘zbekiston Milliy universiteti, Samarqand davlat universiteti, Fanlar akademiyasi huzuridagi Yadro fizikasi instituti va Ion-plazma va lazer texnologiyalari institutiga fizika fanlari bo‘yicha falsafa doktori (PhD) va fan doktori (Dsc) ilmiy darajalarini berish vakolati taqdim etilsin. Innovatsion rivojlanish vazirligi: Oliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi hamda Moliya vazirligi bilan birgalikda 2021-yildan boshlab oliy ta’lim va ilmiy tashkilotlar buyurtmasiga muvofiq fizika
Ilmiybaza.uz yo‘nalishi bo‘yicha doktoranturaga qabul parametrlarini bosqichma-bosqich oshirib borish; 2021-yilda “Bo‘lajak olim” tanlovi doirasida soddalashtirilgan mexanizm orqali kosmonavtika va aerodinamika sohalarini rivojlantirishga qaratilgan startap loyihalarni moliyalashtirish choralarini ko‘rsin. Hozirgi kunga kelib, turmushda va texnikada keng qo`llanilayotgan elektron qurilmalar ishlashi asosida fotoeffekt hodisasi yotadi. Ammo, “Fotoeffektning o`zi nima?”, “Uning qanday turlari bor?” kabi savollarga javob bermay turib, fotoeffektning qo`llanilishi va tadbiqi to`g`risida gapira olmaymiz.Yorug`lik ta`sirida elektronlarning moddalardan ajralib chiqish hodisasi tashqi fotoeffekt deyiladi. Bu hodisani 1887-yilda G.Gers kashf qilgan va u 1890-yilda rus fizigi A.Stoletov tomonidan o`rganilgan.Agar tashqi fotoeffekt asosan o`tkazgichlarda ro`y berishi va ulardagi elektronlarning atom va molekulalarga bog`lanish energiyasi juda kichikligini e`tiborga olsak, elektronlar atomlar va molekulalardan ajralib chiqishiga ishonch hosil qilamiz.Agar atom yoki molekuladan ajratib olingan elektron moddaning ichida erkin elektronlar sifatida qolsa, bunday hodisaga ichki fotoeffekt deyiladi. Ichki fotoeffekt asosan yarimo`tkazgichlarda kuzatilib, 1908- yilda rus fizigi A.Ioffe tomonidan o`rganilgan.Yarimo`tkazgichlarda fotoeffekt hodisasi yuz bersa, fotoelektronlar erkin zaryad tasuvchi zarralar – erkin elektronlar va teshiklar sonining ortishiga olib keladi. Boshqacha aytganda, foton valent zonadagi elektronni o`tkazuvchanlik zonasiga o`tkazadi. Natijada o`tkazuvchanlik zonasidagi erkin elektronlar va teshiklar soni ortadi, ya`ni yarimo`tkazgichning o`tkazuvchanligi yaxshilanadi. Shuning uchun ichki fotoeffekt fotoo`tkazuvchanlik ham deyiladi. Shuni ta`kilash kerakki, fotoo`tkazuvchanlik ro`y berishi uchun fotonning energiyasi man qilingan zonaning energiyasidan katta bo`lishi kerak. Aks holda, fotonning energiyasini olgan elektron, man qilingan zonadan sakrab o`ta olmaydi va demak, ichki fotoeffekt yuz bermaydi. Muammoning o’rganilganlik darajasi. Mavjud adabiyotlar va mavzuga oid maqolalarini o`rganish borasidagi Ilmiybaza.uz yo‘nalishi bo‘yicha doktoranturaga qabul parametrlarini bosqichma-bosqich oshirib borish; 2021-yilda “Bo‘lajak olim” tanlovi doirasida soddalashtirilgan mexanizm orqali kosmonavtika va aerodinamika sohalarini rivojlantirishga qaratilgan startap loyihalarni moliyalashtirish choralarini ko‘rsin. Hozirgi kunga kelib, turmushda va texnikada keng qo`llanilayotgan elektron qurilmalar ishlashi asosida fotoeffekt hodisasi yotadi. Ammo, “Fotoeffektning o`zi nima?”, “Uning qanday turlari bor?” kabi savollarga javob bermay turib, fotoeffektning qo`llanilishi va tadbiqi to`g`risida gapira olmaymiz.Yorug`lik ta`sirida elektronlarning moddalardan ajralib chiqish hodisasi tashqi fotoeffekt deyiladi. Bu hodisani 1887-yilda G.Gers kashf qilgan va u 1890-yilda rus fizigi A.Stoletov tomonidan o`rganilgan.Agar tashqi fotoeffekt asosan o`tkazgichlarda ro`y berishi va ulardagi elektronlarning atom va molekulalarga bog`lanish energiyasi juda kichikligini e`tiborga olsak, elektronlar atomlar va molekulalardan ajralib chiqishiga ishonch hosil qilamiz.Agar atom yoki molekuladan ajratib olingan elektron moddaning ichida erkin elektronlar sifatida qolsa, bunday hodisaga ichki fotoeffekt deyiladi. Ichki fotoeffekt asosan yarimo`tkazgichlarda kuzatilib, 1908- yilda rus fizigi A.Ioffe tomonidan o`rganilgan.Yarimo`tkazgichlarda fotoeffekt hodisasi yuz bersa, fotoelektronlar erkin zaryad tasuvchi zarralar – erkin elektronlar va teshiklar sonining ortishiga olib keladi. Boshqacha aytganda, foton valent zonadagi elektronni o`tkazuvchanlik zonasiga o`tkazadi. Natijada o`tkazuvchanlik zonasidagi erkin elektronlar va teshiklar soni ortadi, ya`ni yarimo`tkazgichning o`tkazuvchanligi yaxshilanadi. Shuning uchun ichki fotoeffekt fotoo`tkazuvchanlik ham deyiladi. Shuni ta`kilash kerakki, fotoo`tkazuvchanlik ro`y berishi uchun fotonning energiyasi man qilingan zonaning energiyasidan katta bo`lishi kerak. Aks holda, fotonning energiyasini olgan elektron, man qilingan zonadan sakrab o`ta olmaydi va demak, ichki fotoeffekt yuz bermaydi. Muammoning o’rganilganlik darajasi. Mavjud adabiyotlar va mavzuga oid maqolalarini o`rganish borasidagi
Ilmiybaza.uz izlanishlar shuni ko`rsatdiki, keyingi o`n-o`n besh yil davomida yorug`likning korpuskulyar-to`lqin dualizmi masalasiga bag`ishlangan uslubiy xarakterdagi maqolalar deyarli uchramadi. Mavjud darslik va qo`llanmalarda bayon qilingan fikrlar esa kamida yigirma yil ilgari aytilgan fikrlar bo`lib, bugungi kun talabiga umuman javob bermaydi.Yuqoridagi aytib o`tilganlardan foydalanib turli qurilmalar olish mumkinligi qator tajriba va dalillarda o`z tasdig`ini topdi. Shularni e`tiborga olgan holda, mazkur kurs ishining maqsadi - fotoeffektning har ikkala turi asosida ishlovchi fizik qurilma va asboblardan foydalanishni va Kompton effektini o`rganishdan iborat qilib belgilandi. 1.Fotoeffekt Fotoeffekt - yorug’lik ta'sirida jismdan elektron ajralib chiqishidir. Bu 1-rasm.Fotoeffekt hodisasining namoyon bo`lishi. hodisani birinchi bo'lib, 1887 yilda G.Gerts kuzatgan va uni miqdoran A.Stoletov tekshirgan. 1898 yilda Lenard va Tomson fotoeffekt natijasida katoddan ajralib chiquvchi zarra elektron ekanligini zarralarning magnit maydonida oqishiga asoslanib aniqladi. Fotoeffekt hodisasini o'rganish uchun havosi so'rib olinganshisha idish, uning ichidagi katod va anod plastinkalari olinadi (1-rasm). Tajribalarda yuzasi yaxshi tozalangan ikkita metall elektrodli shisha vakuumli ballon ishlatiladi. Elektrodlarga ikki tomonlama kalit yordamida qutblarini o`zgartirish mumkin Ilmiybaza.uz izlanishlar shuni ko`rsatdiki, keyingi o`n-o`n besh yil davomida yorug`likning korpuskulyar-to`lqin dualizmi masalasiga bag`ishlangan uslubiy xarakterdagi maqolalar deyarli uchramadi. Mavjud darslik va qo`llanmalarda bayon qilingan fikrlar esa kamida yigirma yil ilgari aytilgan fikrlar bo`lib, bugungi kun talabiga umuman javob bermaydi.Yuqoridagi aytib o`tilganlardan foydalanib turli qurilmalar olish mumkinligi qator tajriba va dalillarda o`z tasdig`ini topdi. Shularni e`tiborga olgan holda, mazkur kurs ishining maqsadi - fotoeffektning har ikkala turi asosida ishlovchi fizik qurilma va asboblardan foydalanishni va Kompton effektini o`rganishdan iborat qilib belgilandi. 1.Fotoeffekt Fotoeffekt - yorug’lik ta'sirida jismdan elektron ajralib chiqishidir. Bu 1-rasm.Fotoeffekt hodisasining namoyon bo`lishi. hodisani birinchi bo'lib, 1887 yilda G.Gerts kuzatgan va uni miqdoran A.Stoletov tekshirgan. 1898 yilda Lenard va Tomson fotoeffekt natijasida katoddan ajralib chiquvchi zarra elektron ekanligini zarralarning magnit maydonida oqishiga asoslanib aniqladi. Fotoeffekt hodisasini o'rganish uchun havosi so'rib olinganshisha idish, uning ichidagi katod va anod plastinkalari olinadi (1-rasm). Tajribalarda yuzasi yaxshi tozalangan ikkita metall elektrodli shisha vakuumli ballon ishlatiladi. Elektrodlarga ikki tomonlama kalit yordamida qutblarini o`zgartirish mumkin
Ilmiybaza.uz bo`lgan birmuncha kuchlanish U beriladi. Elektrodlardan biri (katod K) kvars darcha orqali λ to`lqin uzunlikli monoxromatik yorug`lik bilan yoritiladi. 2-rasmda katodga tushib turgan yorug`lik oqimini ikki xil qiymati uchun olingan odatdagi egri chiziqli bog`lanish grafigi tasvirlangan. O'tkazilgan tajribalar natijasida 2 - rasmdagi volt - amper xarakteristikasi olingan. 2-rasm.Fototok kuchini unga berilgan kuchlanishga bog`lanish grafigi. Grafik shuni ko`rsatadiki, А anoddagi yetarlicha katta musbat kuchlanishlarda fototok to`yinishga erishadi. Chunki, katoddan yorug`lik ta‘sirida uzib olingan elektronlar anodga yetib boradi. Puxta qilingan o`lchashlar shuni ko`rsatadiki, to`yinish toki katodga tushadigan yorug`lik intensivligiga to`g`ri proporsional ekan. Anoddagi kuchlanish manfiy bo`lganda, katod va anod o`rtasidagi elektr maydoni elektronlarni to`xtatadi. Kinetik energiyasi |eU| dan katta bo`lgan elektronlargina anodga yetishi mumkin. Agar anoddagi kuchlanish Ut dan oz bo`lsa, fototok to`xtaydi. Ut ni o`lchab, fotoelektronlarning maksimal kinetik energiyasini aniqlash mumkin: ( 𝑚𝑣 2 2 )max=eUt Ilmiybaza.uz bo`lgan birmuncha kuchlanish U beriladi. Elektrodlardan biri (katod K) kvars darcha orqali λ to`lqin uzunlikli monoxromatik yorug`lik bilan yoritiladi. 2-rasmda katodga tushib turgan yorug`lik oqimini ikki xil qiymati uchun olingan odatdagi egri chiziqli bog`lanish grafigi tasvirlangan. O'tkazilgan tajribalar natijasida 2 - rasmdagi volt - amper xarakteristikasi olingan. 2-rasm.Fototok kuchini unga berilgan kuchlanishga bog`lanish grafigi. Grafik shuni ko`rsatadiki, А anoddagi yetarlicha katta musbat kuchlanishlarda fototok to`yinishga erishadi. Chunki, katoddan yorug`lik ta‘sirida uzib olingan elektronlar anodga yetib boradi. Puxta qilingan o`lchashlar shuni ko`rsatadiki, to`yinish toki katodga tushadigan yorug`lik intensivligiga to`g`ri proporsional ekan. Anoddagi kuchlanish manfiy bo`lganda, katod va anod o`rtasidagi elektr maydoni elektronlarni to`xtatadi. Kinetik energiyasi |eU| dan katta bo`lgan elektronlargina anodga yetishi mumkin. Agar anoddagi kuchlanish Ut dan oz bo`lsa, fototok to`xtaydi. Ut ni o`lchab, fotoelektronlarning maksimal kinetik energiyasini aniqlash mumkin: ( 𝑚𝑣 2 2 )max=eUt
Ilmiybaza.uz UT qiymatining tushadigan yorug`lik oqimi intensivligiga bog`liq emasligi olimlarni ajablantirdi. O`lchashlar shuni ko`rsatadiki, to`xtatuvchi potensial 𝑣 yorug`lik chastotasi ortishi bilan chiziqli ortib borar ekan. 3-rasm. To`xtatuvchi potensial UTning tushayotgan yorug`lik chastotasiga bog`liqlik grafigi. Fotoefektning 4 ta asosiy qonuni bor: 1. Muayyan fotokatodga tushayotgan yorug’likning spektral tarkibi o'zgarmas bo'lsa, fototokning to'yinish qiymati yorug’lik oqimiga to’g’ri proporsional. 2. Muayyan fotokatoddan ajralib chiqayotgan fotoelektronlar boshlang’ich tezliklarining maksimal qiymati yorug’lik intensivligiga bog’liq emas. Yorug’likning to'lqin uzunligi o'zgarsa, fotoelektronlarning maksimal tezliklari ham o'zgaradi. 3. Har bir fotokatod uchun biror "qizil chegara" mavjud bo'lib, undan kattaroq to'lqin uzunlikli yorug’lik ta'sirida fotoeffekt vujudga kelmaydi. λq ningqiymati yorug’lik intensivligiga mutlaqo bog’liq emas, u faqat fotokatod materialining ximiyaviy tabiatiga va sirtining holatiga bog’liq. Ilmiybaza.uz UT qiymatining tushadigan yorug`lik oqimi intensivligiga bog`liq emasligi olimlarni ajablantirdi. O`lchashlar shuni ko`rsatadiki, to`xtatuvchi potensial 𝑣 yorug`lik chastotasi ortishi bilan chiziqli ortib borar ekan. 3-rasm. To`xtatuvchi potensial UTning tushayotgan yorug`lik chastotasiga bog`liqlik grafigi. Fotoefektning 4 ta asosiy qonuni bor: 1. Muayyan fotokatodga tushayotgan yorug’likning spektral tarkibi o'zgarmas bo'lsa, fototokning to'yinish qiymati yorug’lik oqimiga to’g’ri proporsional. 2. Muayyan fotokatoddan ajralib chiqayotgan fotoelektronlar boshlang’ich tezliklarining maksimal qiymati yorug’lik intensivligiga bog’liq emas. Yorug’likning to'lqin uzunligi o'zgarsa, fotoelektronlarning maksimal tezliklari ham o'zgaradi. 3. Har bir fotokatod uchun biror "qizil chegara" mavjud bo'lib, undan kattaroq to'lqin uzunlikli yorug’lik ta'sirida fotoeffekt vujudga kelmaydi. λq ningqiymati yorug’lik intensivligiga mutlaqo bog’liq emas, u faqat fotokatod materialining ximiyaviy tabiatiga va sirtining holatiga bog’liq.
Ilmiybaza.uz 4. Yorug’lik fotokatodga tushishi va fotoelektronlarning hosil bo'lishi orasida sezilarli vaqt òtmaydi. Fotoeffekt negizidagi bu qonuniyatlar mumtoz fizikaning yorug`likning moddabilan o`zaro ta‘siri haqidagi tasavvurni qarama-qarshi qilib qo`ydi. To`lqin tasavvuriga binoan elektron yorug`lik to`lqini bilan o`zaro ta‘siri natijasida asta sekin energiya to`plash kerak va elektron katoddan uchib chiqishi uchun elektron, yorug`lik intensivligiga bog`liq va kerakli bo`lgan energiyani to`plab olishi uchun ancha vaqt talab qilingan bo`lar edi. Hisoblashlar shuni ko`rsatadiki, vaqt minutlar yoki soatlar bilan belgilanishi kerak. Biroq, tajriba ko`rsatganidek fotoelektronlar katod yoritilishi boshlangandan keyin tezda paydo bo`ladi. Bu modelda fotoeffektning qizil chegarasi mavjudligini ham tushunish mumkin bo`lmadi. Maksimal kinetik energiyaning yorug`lik chastotasiga proporsionalligi, yorug`lik oqimi intensivligiga fotoelektron energiyasining bog`liq emasligini yorug`likning to`lqin nazariyasi tushuntirib berolmadi. Bunday holatdan chiqishni 1905 yilda A.Eynshteyn topdi. Kuzatilayotgan fotoeffekt qonuniyatlarini nazariy tushuntirish A.Eynshteyn tomonidan Plank gipotezasi asosida tushuntirildi. Ya‘ni, yorug`lik ma‘lum porsiya sifatida nurlanadi va yutiladi, bunday har bir porsiya energiyasi Е=h𝑣 formula bilan aniqlanadi. Bu yerda h - Plank doimiysi. A.Eynshteyn kvant tasavvurlarni rivojlantirishda navbatdagi qadamni qo`ydi. Yorug‘lik uzlukli – diskretlik xususiyatiga ega degan xulosaga keldi va elektromagnit to‘lqinlar alohida porsiyalar-kvantlardan iborat, keyinchalik ularni fotonlar deb atashdi. Foton modda bilan o`zaro ta‘sirlashganda o`zining hamma h𝑣 energisini bitta elektronga beradi. Elektron bu energiyaning bir qismini modda atomlari bilan to`qnashganda sochilishga sarflaydi. Bundan tashqari, energiyaning bir qismi metall-vakuum chegarasidagi potensial to`siqni bartaraf etishga sarflanadi. Buning uchun elektron katod materiali xususiyatiga bog`liq bo`lgan Аch chiqish ishini bajarishi kerak. Ilmiybaza.uz 4. Yorug’lik fotokatodga tushishi va fotoelektronlarning hosil bo'lishi orasida sezilarli vaqt òtmaydi. Fotoeffekt negizidagi bu qonuniyatlar mumtoz fizikaning yorug`likning moddabilan o`zaro ta‘siri haqidagi tasavvurni qarama-qarshi qilib qo`ydi. To`lqin tasavvuriga binoan elektron yorug`lik to`lqini bilan o`zaro ta‘siri natijasida asta sekin energiya to`plash kerak va elektron katoddan uchib chiqishi uchun elektron, yorug`lik intensivligiga bog`liq va kerakli bo`lgan energiyani to`plab olishi uchun ancha vaqt talab qilingan bo`lar edi. Hisoblashlar shuni ko`rsatadiki, vaqt minutlar yoki soatlar bilan belgilanishi kerak. Biroq, tajriba ko`rsatganidek fotoelektronlar katod yoritilishi boshlangandan keyin tezda paydo bo`ladi. Bu modelda fotoeffektning qizil chegarasi mavjudligini ham tushunish mumkin bo`lmadi. Maksimal kinetik energiyaning yorug`lik chastotasiga proporsionalligi, yorug`lik oqimi intensivligiga fotoelektron energiyasining bog`liq emasligini yorug`likning to`lqin nazariyasi tushuntirib berolmadi. Bunday holatdan chiqishni 1905 yilda A.Eynshteyn topdi. Kuzatilayotgan fotoeffekt qonuniyatlarini nazariy tushuntirish A.Eynshteyn tomonidan Plank gipotezasi asosida tushuntirildi. Ya‘ni, yorug`lik ma‘lum porsiya sifatida nurlanadi va yutiladi, bunday har bir porsiya energiyasi Е=h𝑣 formula bilan aniqlanadi. Bu yerda h - Plank doimiysi. A.Eynshteyn kvant tasavvurlarni rivojlantirishda navbatdagi qadamni qo`ydi. Yorug‘lik uzlukli – diskretlik xususiyatiga ega degan xulosaga keldi va elektromagnit to‘lqinlar alohida porsiyalar-kvantlardan iborat, keyinchalik ularni fotonlar deb atashdi. Foton modda bilan o`zaro ta‘sirlashganda o`zining hamma h𝑣 energisini bitta elektronga beradi. Elektron bu energiyaning bir qismini modda atomlari bilan to`qnashganda sochilishga sarflaydi. Bundan tashqari, energiyaning bir qismi metall-vakuum chegarasidagi potensial to`siqni bartaraf etishga sarflanadi. Buning uchun elektron katod materiali xususiyatiga bog`liq bo`lgan Аch chiqish ishini bajarishi kerak.
Ilmiybaza.uz Katoddan uchib chiqqan fotoelektron ega bo`lishi mumkin bo`lgan kinetik energiyasi saqlanish qonunidan aniqlanadi. Bu formula tashqi fotoeffekt uchun Eynshteyn tenglamasi deb ataladi. Eynshteyn tenglamasi yordamida tashqi fotoeffektning hamma qonuniyatlarini tushuntirib berish mumkin. Eynshteyn tenglamasidan maksimal kinetik energiyasning chastotaga chiziqli bog`liqligi va yorug`lik intensivligiga bog`liq emasligi, qizil chegara mavjudligi, fotoeffekt inersiyaga ega emasligi kelib chiqadi. Katod yuzasidan 1 s ichida chiqib ketadigan fotoelektronlarning umumiy soni shu vaqt ichida yuzaga tushadigan fotonlar soniga proporsional bo`lishi kerak. Bundan kelib chiqadiki, to`yinish toki yorug`lik oqimi intensivligiga to`g‗ridan-to`g`ri proporsional bo`lishi kerak. Eynshteyn tenglamasidan ko`rinib turibdiki, to`xtatuvchi potensial Ut𝑣 chastotadan bog`liqligini ifodalovchi to`g`ri chiziqning egilish burchagi tangensi Plank h doimiysining elektron e zaryadi nisbatiga teng: tg𝑎 = ℎ 𝑒 Bu Plank doimiysining qiymatini tajribada aniqlash imkoniyatini beradi. Bunday o`lchashlar R. Milliken tomonidan (1914 yil) bajarildi va Plank tomonidan topilgan qiymat bilan mos tushdi. Bu o`lchashlar Аch chiqish ishini aniqlash imkoniyatini ham berdi: A=h𝑣min= ℎ𝑐 ƛ Ilmiybaza.uz Katoddan uchib chiqqan fotoelektron ega bo`lishi mumkin bo`lgan kinetik energiyasi saqlanish qonunidan aniqlanadi. Bu formula tashqi fotoeffekt uchun Eynshteyn tenglamasi deb ataladi. Eynshteyn tenglamasi yordamida tashqi fotoeffektning hamma qonuniyatlarini tushuntirib berish mumkin. Eynshteyn tenglamasidan maksimal kinetik energiyasning chastotaga chiziqli bog`liqligi va yorug`lik intensivligiga bog`liq emasligi, qizil chegara mavjudligi, fotoeffekt inersiyaga ega emasligi kelib chiqadi. Katod yuzasidan 1 s ichida chiqib ketadigan fotoelektronlarning umumiy soni shu vaqt ichida yuzaga tushadigan fotonlar soniga proporsional bo`lishi kerak. Bundan kelib chiqadiki, to`yinish toki yorug`lik oqimi intensivligiga to`g‗ridan-to`g`ri proporsional bo`lishi kerak. Eynshteyn tenglamasidan ko`rinib turibdiki, to`xtatuvchi potensial Ut𝑣 chastotadan bog`liqligini ifodalovchi to`g`ri chiziqning egilish burchagi tangensi Plank h doimiysining elektron e zaryadi nisbatiga teng: tg𝑎 = ℎ 𝑒 Bu Plank doimiysining qiymatini tajribada aniqlash imkoniyatini beradi. Bunday o`lchashlar R. Milliken tomonidan (1914 yil) bajarildi va Plank tomonidan topilgan qiymat bilan mos tushdi. Bu o`lchashlar Аch chiqish ishini aniqlash imkoniyatini ham berdi: A=h𝑣min= ℎ𝑐 ƛ
Ilmiybaza.uz Bu yerda c- yorug`lik tezligi λqiz – fotoeffekt qizil chegarasiga mos tushadigan to`lqin uzunligi. Ko`pgina metallarda A chiqish ishi bir necha electron voltni tashkil etadi (1eВ=1,602*10-19J). Kvant fizikasida ko`pincha elektronvolt energiya o`lchov birligi sifatida ishlatiladi. Plank doimiysining elektronvolt sekundda ifodalangan qiymati: h=4,136*10-15 eВ* s . ga teng. Metallar orasida kam chiqish ishiga egalari ishqoriy metallardir. Masalan, natriyda Аch=1,9 eВ fotoeffekt qizil chegarasi ƛqiz=680 nm ga to`g`ri keladi. Shuning uchun ishqoriy metallarni fotoelementlarda katod o`rnida ishlatishadi. Xullas, fotoeffekt qonunlari shuni ko`rsatdiki, yorug`lik chiqarilishida va yutilishida foton yoki yorug`lik kvantlari deb nom olgan zarralar oqimi kabi o`zini tutadi. Fotonlar energiyasi Е = h𝑣 ga teng. Foton vakuumda s tezlik bilan harakat qiladi. Energiya, impuls va har qanday zarra massasini bog‗lovchi maxsus nisbiylik nazariyasining umumiy munosabatidan kelib chiqib, E2=m2c4+p2c2 foton quyidagi impulsga ega degan xulosa qilish mumkin: p= 𝐸 𝑐= ℎ𝑣 𝑐 Shunday qilib, ikki yuz yillikka uzaygan yorug`lik haqidagi tushunchadan so`ng yana yorug`likning korpuskula – zarra haqidagi tasavvuriga qaytildi. Lekin, Nyuton korpuskulyar nazariyasiga mexanik qaytish bo`lmadi. XX asr boshida yorug`lik ikki tomonlama tabiatga ega ekanligi ma‘lum bo`ldi. Yorug`lik tarqalishida uning to`lqin xususiyati (interferensiya, difraksiya, polyarizatsiya), modda bilan o`zaro ta‘sirida esa korpuskulyar xususiyati (fotoeffekt, kompton effekti) namoyon bo`ladi. Yorug`likning ikki yoqlamalik tabiati korpuskulyar to`lqin dualizmi degan nom oldi. Keyinroq ikki yoqlamalik tabiati elektronlarda va boshqa elementar zarralarda ham kashf etildi. Mumtoz fizika mikroobektlarda Ilmiybaza.uz Bu yerda c- yorug`lik tezligi λqiz – fotoeffekt qizil chegarasiga mos tushadigan to`lqin uzunligi. Ko`pgina metallarda A chiqish ishi bir necha electron voltni tashkil etadi (1eВ=1,602*10-19J). Kvant fizikasida ko`pincha elektronvolt energiya o`lchov birligi sifatida ishlatiladi. Plank doimiysining elektronvolt sekundda ifodalangan qiymati: h=4,136*10-15 eВ* s . ga teng. Metallar orasida kam chiqish ishiga egalari ishqoriy metallardir. Masalan, natriyda Аch=1,9 eВ fotoeffekt qizil chegarasi ƛqiz=680 nm ga to`g`ri keladi. Shuning uchun ishqoriy metallarni fotoelementlarda katod o`rnida ishlatishadi. Xullas, fotoeffekt qonunlari shuni ko`rsatdiki, yorug`lik chiqarilishida va yutilishida foton yoki yorug`lik kvantlari deb nom olgan zarralar oqimi kabi o`zini tutadi. Fotonlar energiyasi Е = h𝑣 ga teng. Foton vakuumda s tezlik bilan harakat qiladi. Energiya, impuls va har qanday zarra massasini bog‗lovchi maxsus nisbiylik nazariyasining umumiy munosabatidan kelib chiqib, E2=m2c4+p2c2 foton quyidagi impulsga ega degan xulosa qilish mumkin: p= 𝐸 𝑐= ℎ𝑣 𝑐 Shunday qilib, ikki yuz yillikka uzaygan yorug`lik haqidagi tushunchadan so`ng yana yorug`likning korpuskula – zarra haqidagi tasavvuriga qaytildi. Lekin, Nyuton korpuskulyar nazariyasiga mexanik qaytish bo`lmadi. XX asr boshida yorug`lik ikki tomonlama tabiatga ega ekanligi ma‘lum bo`ldi. Yorug`lik tarqalishida uning to`lqin xususiyati (interferensiya, difraksiya, polyarizatsiya), modda bilan o`zaro ta‘sirida esa korpuskulyar xususiyati (fotoeffekt, kompton effekti) namoyon bo`ladi. Yorug`likning ikki yoqlamalik tabiati korpuskulyar to`lqin dualizmi degan nom oldi. Keyinroq ikki yoqlamalik tabiati elektronlarda va boshqa elementar zarralarda ham kashf etildi. Mumtoz fizika mikroobektlarda
Ilmiybaza.uz to`lqinli va korpuskulyar xususiyatlarni birlashtirishning ko`rgazmali modelini bera olmadi. Mikroobektlar harakatini Nyutonning mumtoz mexanikasi qonunlari emas, balki kvant mexanikasi qonunlari boshqaradi. Plank tomonidan Fotoeffekt modeli rivojlantirilgan absolyut qora jism nurlanish nazariyasi, va fotoelektrik effect uchun Eynshteynning kvant nazariyasi hozirgi zamon faniga xizmat qiladi. Ichki fotoeffektda tashqi fotoeffektdan farqli ravishda optik jihatdan uyg`otilgan elektronlar yoritilgan jism ichida qolaverib jismning elektr neytralligini buzmaydi. Bunda moddadagi zaryadlarning konsentratsiyasi yoki ularning harakatchanligi o`zgaradi, natijada tushayotgan yorug`lik nuri ta‘sirida moddaning elektr xususiyatlari o`zgaradi. Ichki fotoeffektni bir jinsli yarim o`tkazgichlarni yoritganda ularning o`tkazuvchanliklari o`zgarishidan aniqlash ham mumkin. Fotoo`tkazuvchanlik deb ataladaigan bu hodisa asosida yorug`lik qabul qilgichlar, ya‘ni fotorezistorlarning katta gruppasi kashf qilingan va muttasil mukammallashtirilmoqda. Fotorezistorlarda asosan kadmiyning selenidi va sulfide qo`llaniladi. Fotoelementlar va ularning qo‘llanilishi: Hozirgi vaqtda tashqi va ichki fotoeffektga asosan yorug`lik signalini elektr signaliga aylantiruvchi juda ko`p qabul qilgichlar ishlab chiqilmoqda umumiy nomi fotoelementlar deb ataladi. Ular texnikada va ilmiy tekshirishlarda juda keng Ilmiybaza.uz to`lqinli va korpuskulyar xususiyatlarni birlashtirishning ko`rgazmali modelini bera olmadi. Mikroobektlar harakatini Nyutonning mumtoz mexanikasi qonunlari emas, balki kvant mexanikasi qonunlari boshqaradi. Plank tomonidan Fotoeffekt modeli rivojlantirilgan absolyut qora jism nurlanish nazariyasi, va fotoelektrik effect uchun Eynshteynning kvant nazariyasi hozirgi zamon faniga xizmat qiladi. Ichki fotoeffektda tashqi fotoeffektdan farqli ravishda optik jihatdan uyg`otilgan elektronlar yoritilgan jism ichida qolaverib jismning elektr neytralligini buzmaydi. Bunda moddadagi zaryadlarning konsentratsiyasi yoki ularning harakatchanligi o`zgaradi, natijada tushayotgan yorug`lik nuri ta‘sirida moddaning elektr xususiyatlari o`zgaradi. Ichki fotoeffektni bir jinsli yarim o`tkazgichlarni yoritganda ularning o`tkazuvchanliklari o`zgarishidan aniqlash ham mumkin. Fotoo`tkazuvchanlik deb ataladaigan bu hodisa asosida yorug`lik qabul qilgichlar, ya‘ni fotorezistorlarning katta gruppasi kashf qilingan va muttasil mukammallashtirilmoqda. Fotorezistorlarda asosan kadmiyning selenidi va sulfide qo`llaniladi. Fotoelementlar va ularning qo‘llanilishi: Hozirgi vaqtda tashqi va ichki fotoeffektga asosan yorug`lik signalini elektr signaliga aylantiruvchi juda ko`p qabul qilgichlar ishlab chiqilmoqda umumiy nomi fotoelementlar deb ataladi. Ular texnikada va ilmiy tekshirishlarda juda keng
Ilmiybaza.uz qo`llaniladi. Hozirgi zamonda o`tkaziladigan turli – tuman ob‘ektiv optik o`lchashlarni biror turdagi fotoelementlardan foydalanmay o`tkazish mumkin emas. Hozirgi zamon fotometriyasi, spektrometriyasi va spektrning keng sohasidagi spektrofotometriya, moddaning spektral analizi, yorug`likning kombinatsion sochilishida kuzatiladigan zaif yorug`lik oqimlarini ob‘ektiv o`lchashlarni, astrofizika, biologiya va boshqalarni fotoelementlarni qo`llamasdan tasavvur qilish qiyin; infraqizil spektrlar ko`pincha spektrlar uzun to`lqinli sohasida ishlaydigan maxsus fotoelementlar yordamida qayd qilinadi. Fotoelementlar texnikada juda keng qo`llaniladi: ishlab chiqarish protsesslarini boshqarish va kontrol qilish, tasvir uzatish va televideniyedan tortib lazerlarga asoslangan optik aloqagacha bo`lgan turli aloqa sistemalari hamda kosmik texnika fotoelementlar qo`llaniladigan sohalarning bir bo`lagi bo`ladi xolos, bu sohalardafotoelementlar hozirgi zamon sanoati va aloqasining turli-tuman texnik masalalarini hal qilib beradi. Fotoelementlarning kashf qilinish tarixi 100 yildan ortiq muddatni o`z ichiga oladi. Ichki fotoeffektga asoslangan va fotoo`tkazuvchanlik hodisasidan foydalanadigan birinchi fotoelement 1875 yilda yasalgan edi, tashqi fotoeffekt asosida ishlaydigan birinchi vakuum fotoelementi 1889 yilda yasalgan. Vakuum fotoelementlarini sanoatda ishlab chiqarishni P.V.Timofeyev 1930 yilda tashkil qilgan edi. Garchi ichki fotoeffekt hodisasi tashqi fotoeffekt hodisasidan 50 yil ilgari kashf etilgan bo`lsa-da, tashqi fotoeffekt asosida ishlaydigan fotoelementlar ichki fotoeffekt asosida ishlaydigan fotoelementlarga qaraganda oldinroq rivojlandi. Fotoelementning chizmasi 3-rasmda keltirilgan. Vakuumli shisha kolba ichiga joylashtirilgan yarim sfera shaklidagi fotokatod va shu sferani markazida aylana shaklida joylashgan anoddan iborat. Zamonaviy fotoelementlarni sezgirligi ~10-5 A/lm ga teng. Ilmiybaza.uz qo`llaniladi. Hozirgi zamonda o`tkaziladigan turli – tuman ob‘ektiv optik o`lchashlarni biror turdagi fotoelementlardan foydalanmay o`tkazish mumkin emas. Hozirgi zamon fotometriyasi, spektrometriyasi va spektrning keng sohasidagi spektrofotometriya, moddaning spektral analizi, yorug`likning kombinatsion sochilishida kuzatiladigan zaif yorug`lik oqimlarini ob‘ektiv o`lchashlarni, astrofizika, biologiya va boshqalarni fotoelementlarni qo`llamasdan tasavvur qilish qiyin; infraqizil spektrlar ko`pincha spektrlar uzun to`lqinli sohasida ishlaydigan maxsus fotoelementlar yordamida qayd qilinadi. Fotoelementlar texnikada juda keng qo`llaniladi: ishlab chiqarish protsesslarini boshqarish va kontrol qilish, tasvir uzatish va televideniyedan tortib lazerlarga asoslangan optik aloqagacha bo`lgan turli aloqa sistemalari hamda kosmik texnika fotoelementlar qo`llaniladigan sohalarning bir bo`lagi bo`ladi xolos, bu sohalardafotoelementlar hozirgi zamon sanoati va aloqasining turli-tuman texnik masalalarini hal qilib beradi. Fotoelementlarning kashf qilinish tarixi 100 yildan ortiq muddatni o`z ichiga oladi. Ichki fotoeffektga asoslangan va fotoo`tkazuvchanlik hodisasidan foydalanadigan birinchi fotoelement 1875 yilda yasalgan edi, tashqi fotoeffekt asosida ishlaydigan birinchi vakuum fotoelementi 1889 yilda yasalgan. Vakuum fotoelementlarini sanoatda ishlab chiqarishni P.V.Timofeyev 1930 yilda tashkil qilgan edi. Garchi ichki fotoeffekt hodisasi tashqi fotoeffekt hodisasidan 50 yil ilgari kashf etilgan bo`lsa-da, tashqi fotoeffekt asosida ishlaydigan fotoelementlar ichki fotoeffekt asosida ishlaydigan fotoelementlarga qaraganda oldinroq rivojlandi. Fotoelementning chizmasi 3-rasmda keltirilgan. Vakuumli shisha kolba ichiga joylashtirilgan yarim sfera shaklidagi fotokatod va shu sferani markazida aylana shaklida joylashgan anoddan iborat. Zamonaviy fotoelementlarni sezgirligi ~10-5 A/lm ga teng.
Ilmiybaza.uz 4-rasm Juda kuchsiz yorug`lik oqimlarini qayd qilish uchun fotoelektron ko`paytirgichlar (FEK) ishlatiladi. Fotoelektron ko`paytirgichlarda chiqishdagi elektronlar sonining (A-anoddagi) kirishdagi elektronlar soniga (birinchi dinoddagi) nisbati ko`paytirish koeffitsiyenti bilan xarakterlanadi. Hozirgi vaqtda zamonaviy fotoelektron ko`paytirish koeffitsiyenti 109÷1011 gacha yetadi. Ichki fotoeffekt hodisasiga asoslanib ishlaydigan eng ko`p tarqalgan qurilmalarga fotorezistor, fotodiod, fototranzistor, kremniyli batareyalarni ko``rsatish mumkin. 2. Tashqi fotoeffekt Tashqi fotoeffekt.Yoruģlik ta’sirida ajralib chiqqan elektronlar anod zanjirida tok hosil qiladi. Tashqi fotoeffektga asoslangan asboblar. Fotoeffekt hodisasi asosida yorug`lik energiyasini elektr energiyasiga aylantiruvchi asboblar – fotoelementlar deyiladi. Amalda tashqi fotoeffekt hodisasi asosida ishlaydigan fotoelementlardan keng foydalaniladi. Ulardan eng ko‟p tarqalgani – vakuumli va gaz to`ldirilgan fotoelementlar. Vakuumli fotoelementlar. Ichidan havosi so`rib olingan shisha ballonning Ilmiybaza.uz 4-rasm Juda kuchsiz yorug`lik oqimlarini qayd qilish uchun fotoelektron ko`paytirgichlar (FEK) ishlatiladi. Fotoelektron ko`paytirgichlarda chiqishdagi elektronlar sonining (A-anoddagi) kirishdagi elektronlar soniga (birinchi dinoddagi) nisbati ko`paytirish koeffitsiyenti bilan xarakterlanadi. Hozirgi vaqtda zamonaviy fotoelektron ko`paytirish koeffitsiyenti 109÷1011 gacha yetadi. Ichki fotoeffekt hodisasiga asoslanib ishlaydigan eng ko`p tarqalgan qurilmalarga fotorezistor, fotodiod, fototranzistor, kremniyli batareyalarni ko``rsatish mumkin. 2. Tashqi fotoeffekt Tashqi fotoeffekt.Yoruģlik ta’sirida ajralib chiqqan elektronlar anod zanjirida tok hosil qiladi. Tashqi fotoeffektga asoslangan asboblar. Fotoeffekt hodisasi asosida yorug`lik energiyasini elektr energiyasiga aylantiruvchi asboblar – fotoelementlar deyiladi. Amalda tashqi fotoeffekt hodisasi asosida ishlaydigan fotoelementlardan keng foydalaniladi. Ulardan eng ko‟p tarqalgani – vakuumli va gaz to`ldirilgan fotoelementlar. Vakuumli fotoelementlar. Ichidan havosi so`rib olingan shisha ballonning
Ilmiybaza.uz Yorug`lik tushadigan sirti yorug`likka sezgir yupqa qatlam bilan qoplanadi. Bu qatlam, odatda ishqoriy metallarning turli birikmasidan iborat bo‟lib, katod vazifasini o`taydi. 5-rasm. Vakuumli fotoelementlar. Ballon ichiga yorug`lik o`tishi uchun maxsus shishadan uncha kata bo`lmagan shaffof O “darcha‟ qoldiriladi. Ballon markaziga A metall halqa – anod o`rnatiladi. K yorug`lik sezgir qatlamdan va A halqadan elektr tarmoqqa ulash uchun ulash uchlari chiqariladi. Yorug‟likning sezgir qatlami sifatida ko`pincha surma – seziyli qotishmalardan foydalaniladi, chunki bunday metallarning chiqish ishi kichik va ular ko`rinuvchi yorug`likda ham ishlayveradi. Shuningdek, faqat ultrabinafsha yorug‟likka sezgir bo`lgan fotoelementlar ham tayyorlanadi. Tashqi fotoeffektli fotoelementlarda nurlanish energiyasining faqat bir qismigina elektr energiyasiga aylanadi, shuning uchun ulardan elektr energiyasi manbai sifatida foydalanilmaydi. Odatda, bunday fotoelementlar ko`rinadigan va ultrabinafsha nurlar hosil qilgan signallar yordamida elektr zanjirlarni avtomatik boshqarishda ishlatiladi (masalan, avtomatik ishlovchi kalitlar). Tashqi fotoeffektli fotoelementlarning afzalliklari ularning noinersialligi (t=10-6s 10-7s) va fototok kuchining nurlanish intensivligiga chiziqli bog`lanishidir. Bu esa fotoelementlardan fotometrik kattaliklarni o`lchashda foydalanish imkoniyatini yaratadi. O`z navbatida, tashqi fotoeffektli fotoelementlarning Ilmiybaza.uz Yorug`lik tushadigan sirti yorug`likka sezgir yupqa qatlam bilan qoplanadi. Bu qatlam, odatda ishqoriy metallarning turli birikmasidan iborat bo‟lib, katod vazifasini o`taydi. 5-rasm. Vakuumli fotoelementlar. Ballon ichiga yorug`lik o`tishi uchun maxsus shishadan uncha kata bo`lmagan shaffof O “darcha‟ qoldiriladi. Ballon markaziga A metall halqa – anod o`rnatiladi. K yorug`lik sezgir qatlamdan va A halqadan elektr tarmoqqa ulash uchun ulash uchlari chiqariladi. Yorug‟likning sezgir qatlami sifatida ko`pincha surma – seziyli qotishmalardan foydalaniladi, chunki bunday metallarning chiqish ishi kichik va ular ko`rinuvchi yorug`likda ham ishlayveradi. Shuningdek, faqat ultrabinafsha yorug‟likka sezgir bo`lgan fotoelementlar ham tayyorlanadi. Tashqi fotoeffektli fotoelementlarda nurlanish energiyasining faqat bir qismigina elektr energiyasiga aylanadi, shuning uchun ulardan elektr energiyasi manbai sifatida foydalanilmaydi. Odatda, bunday fotoelementlar ko`rinadigan va ultrabinafsha nurlar hosil qilgan signallar yordamida elektr zanjirlarni avtomatik boshqarishda ishlatiladi (masalan, avtomatik ishlovchi kalitlar). Tashqi fotoeffektli fotoelementlarning afzalliklari ularning noinersialligi (t=10-6s 10-7s) va fototok kuchining nurlanish intensivligiga chiziqli bog`lanishidir. Bu esa fotoelementlardan fotometrik kattaliklarni o`lchashda foydalanish imkoniyatini yaratadi. O`z navbatida, tashqi fotoeffektli fotoelementlarning
Ilmiybaza.uz kamchiligi ham mavjud. Fotoelement yordamida hosil qilinadigan toklar juda kichik to`lqinli uzun nurlanishlarga yetarlicha sezgir bo`lmasligi va tayyorlanish tehnologiyasining murakkabligi ularning kamchiliklariga kiradi. Gazli fotoelement. Fotoelementlardagi tokni kuchaytirish maqsadida ba`zan shisha ballon biror siyraklashgan gaz bilan to`ldiriladi. Katoddan uchib chiqayotgan elektronlar gaz atomlari bilan to`qnashib ularni ionlashtiradi. Biroq endi bunday fotoelementlarda tok kuchi yorug`lik intensivligiga proporsional bo`lmaydi. Fotoelementlar sanoatda F=1, F=3 va hokazo nomlar bilan ishlab chiqariladi. Tasvirni simsiz uzatish (fototelegrafiya) – fotoelement eng ko`p qo`llaniladigan sohalardan biridir. Bunga televideniya yaxshi misol bo`la oladi. Tasvirni elektr signallariga aylantirish ikonoskop deb ataluvchi qurilmada amalga oshiriladi. Ikonoskop – sirti juda ko`p mitti fotoelementlardan iborat asbob. Ular o`zlariga tushayotgan yorug`likka mos bo`lgan elektromagnit to`lqinlar hosil qiladi va bu to`lqinlar uzoq masofalarga uzatiladi. Antenna yordamida qabul qilingan signallar esa kineskopda qaytadan yorug`lik signaliga, ya`ni tasvirga aylantiriladi. Fotoelement yordamida ishlovchi fotorelelar sanovchi, avtomatik ravishda turli mehanizmlarni ishga tushiruvchi va nazorat qiluvchi qurilmalarning asosini tashkil qiladi. Fotorele – yorug‟lik tushganda yoki yorug`lik tushishi to`xtaganda ishlashi mumkin. Fotorele – zamonaviy robotlarning sezish qurilmalaridan tortib, metrolarga kirishni nazorat qiluvchi qurilmalargacha, shahar ko‟chalarining yoritish sistemasi, suv yo`llari mayoqlarini ishga tushirishdan tortib, detallarning shakli va rangiga qarab ajratishgacha bo`lgan vazifani bajaruvchi qurilmalarning asosini tashkil qiladi. 3. Kompton effekti Kompton effekti.Tarqalayotgan yorug`lik to`lqinining elektr maydoni modda atomlari va molekulalari tarkibiga kiruvchi elektronlarni qo`zg`atib, u yoq bu yoqqa silkitib harakatga keltiradi. Ilmiybaza.uz kamchiligi ham mavjud. Fotoelement yordamida hosil qilinadigan toklar juda kichik to`lqinli uzun nurlanishlarga yetarlicha sezgir bo`lmasligi va tayyorlanish tehnologiyasining murakkabligi ularning kamchiliklariga kiradi. Gazli fotoelement. Fotoelementlardagi tokni kuchaytirish maqsadida ba`zan shisha ballon biror siyraklashgan gaz bilan to`ldiriladi. Katoddan uchib chiqayotgan elektronlar gaz atomlari bilan to`qnashib ularni ionlashtiradi. Biroq endi bunday fotoelementlarda tok kuchi yorug`lik intensivligiga proporsional bo`lmaydi. Fotoelementlar sanoatda F=1, F=3 va hokazo nomlar bilan ishlab chiqariladi. Tasvirni simsiz uzatish (fototelegrafiya) – fotoelement eng ko`p qo`llaniladigan sohalardan biridir. Bunga televideniya yaxshi misol bo`la oladi. Tasvirni elektr signallariga aylantirish ikonoskop deb ataluvchi qurilmada amalga oshiriladi. Ikonoskop – sirti juda ko`p mitti fotoelementlardan iborat asbob. Ular o`zlariga tushayotgan yorug`likka mos bo`lgan elektromagnit to`lqinlar hosil qiladi va bu to`lqinlar uzoq masofalarga uzatiladi. Antenna yordamida qabul qilingan signallar esa kineskopda qaytadan yorug`lik signaliga, ya`ni tasvirga aylantiriladi. Fotoelement yordamida ishlovchi fotorelelar sanovchi, avtomatik ravishda turli mehanizmlarni ishga tushiruvchi va nazorat qiluvchi qurilmalarning asosini tashkil qiladi. Fotorele – yorug‟lik tushganda yoki yorug`lik tushishi to`xtaganda ishlashi mumkin. Fotorele – zamonaviy robotlarning sezish qurilmalaridan tortib, metrolarga kirishni nazorat qiluvchi qurilmalargacha, shahar ko‟chalarining yoritish sistemasi, suv yo`llari mayoqlarini ishga tushirishdan tortib, detallarning shakli va rangiga qarab ajratishgacha bo`lgan vazifani bajaruvchi qurilmalarning asosini tashkil qiladi. 3. Kompton effekti Kompton effekti.Tarqalayotgan yorug`lik to`lqinining elektr maydoni modda atomlari va molekulalari tarkibiga kiruvchi elektronlarni qo`zg`atib, u yoq bu yoqqa silkitib harakatga keltiradi.
Ilmiybaza.uz Tebranayotgan elektronlar o’z navbatida hamma tomonga nur tarqatuvchi ikkilamchi sferik to`lqinlarning manbalari bo`lib qoladi va natijada yorug`likning kombinatsion sochilishi degan hodisa yuz beradi. Lekin ,bir jinsli va shaffof (tiniq) muhitlarda yassi to`lqin tevarak-atrofga sochilmasdan to`g`ri chiziq bo`ylab tarqaladi. Ikkilamchi barcha to`lqinlarning natijaviy to`lqini bitta to`g`ri chiziq bo`ylab tarqaluvchi to`lqin hosil qilishlari uchun ,ikkilamchi barcha manba elementlarini hajmi bir xil va ularning har biridagi atom-nurlatkichlarni soni ham bir xil bo`lishi kerak. Bunday shartni bajarilishi uchun muhitni ideal bir jinsli va tiniq bo`lishi talab qilinadi. Makroskopik nuqtai nazaridan yorug`likni sochilishini ro`y berishiga sabab muhitni nojins ekanligidir. Muhitni bir jinsliligi ozgina buzilgan bo`lsa , u holda sochilgan nurlanishning ulushi ham tushayotgan parallel nurlarga yon tomonga o`tib qaraganimizda ularni ko`rmaymiz, chunki yorug`lik deyarli yon tomonga sochilmaydi. Shunday qilib , sochilish muhitning bir jinsli bo`lmagan sohasida ro`y beradi, agar sohaning o`lchami tushayotgan yorug`lik to`lqinining to`lqin uzunligiga yaqin bo`lsa, sochilish yanada kuchayadi. Tajribalardan yaxshi ma`lumki hattoki har xil aralashmalardan juda ham yaxshi tozalangan qattiq ,suyuq va gaz jismlarda ham yorug`likning sochilishi yuz beradi. Albatta , sof jismlardagi yorug`likning sochilishi kuchsiz, lekin shunga qaramay u prinsipial juda ham muhim ahamiyatga ega bo’lgan hodisadir. Nima uchun sof deb hisoblangan moddalarda ham yorug’lik sochilishi yuz beradi va ularda nqaday qilib optikaviy nojinsliklar hosil bo`ladi? Ideal sof muhitning optik nojinsligini fizikaviy sabablarini 1908-yilda M.O.Smomuxovskiy ko`rsatgan. Muhit molekulalarining tartibsiz issiqlik harakati tufayli unda zichlik fluktuatsiyasi ham sodir bo`ladi. Zichlik fluktuatsiyasidayorug`likning sochilish molekulyar yoki reley sochilishi deyiladi. Muhitning qisilishi yuqori bo`lgan holatlarda zichlik fluktuatsiyasi, ayniqsa, shunday kuchli bo`ladi. Bunday kiritik nuqtalarda yorug`likning sochilishi ham intensiv bo`ladi. Masalan , efir bilan to`ldirilgan shisha ampulasi kiritik holatga yetganda ekranda Ilmiybaza.uz Tebranayotgan elektronlar o’z navbatida hamma tomonga nur tarqatuvchi ikkilamchi sferik to`lqinlarning manbalari bo`lib qoladi va natijada yorug`likning kombinatsion sochilishi degan hodisa yuz beradi. Lekin ,bir jinsli va shaffof (tiniq) muhitlarda yassi to`lqin tevarak-atrofga sochilmasdan to`g`ri chiziq bo`ylab tarqaladi. Ikkilamchi barcha to`lqinlarning natijaviy to`lqini bitta to`g`ri chiziq bo`ylab tarqaluvchi to`lqin hosil qilishlari uchun ,ikkilamchi barcha manba elementlarini hajmi bir xil va ularning har biridagi atom-nurlatkichlarni soni ham bir xil bo`lishi kerak. Bunday shartni bajarilishi uchun muhitni ideal bir jinsli va tiniq bo`lishi talab qilinadi. Makroskopik nuqtai nazaridan yorug`likni sochilishini ro`y berishiga sabab muhitni nojins ekanligidir. Muhitni bir jinsliligi ozgina buzilgan bo`lsa , u holda sochilgan nurlanishning ulushi ham tushayotgan parallel nurlarga yon tomonga o`tib qaraganimizda ularni ko`rmaymiz, chunki yorug`lik deyarli yon tomonga sochilmaydi. Shunday qilib , sochilish muhitning bir jinsli bo`lmagan sohasida ro`y beradi, agar sohaning o`lchami tushayotgan yorug`lik to`lqinining to`lqin uzunligiga yaqin bo`lsa, sochilish yanada kuchayadi. Tajribalardan yaxshi ma`lumki hattoki har xil aralashmalardan juda ham yaxshi tozalangan qattiq ,suyuq va gaz jismlarda ham yorug`likning sochilishi yuz beradi. Albatta , sof jismlardagi yorug`likning sochilishi kuchsiz, lekin shunga qaramay u prinsipial juda ham muhim ahamiyatga ega bo’lgan hodisadir. Nima uchun sof deb hisoblangan moddalarda ham yorug’lik sochilishi yuz beradi va ularda nqaday qilib optikaviy nojinsliklar hosil bo`ladi? Ideal sof muhitning optik nojinsligini fizikaviy sabablarini 1908-yilda M.O.Smomuxovskiy ko`rsatgan. Muhit molekulalarining tartibsiz issiqlik harakati tufayli unda zichlik fluktuatsiyasi ham sodir bo`ladi. Zichlik fluktuatsiyasidayorug`likning sochilish molekulyar yoki reley sochilishi deyiladi. Muhitning qisilishi yuqori bo`lgan holatlarda zichlik fluktuatsiyasi, ayniqsa, shunday kuchli bo`ladi. Bunday kiritik nuqtalarda yorug`likning sochilishi ham intensiv bo`ladi. Masalan , efir bilan to`ldirilgan shisha ampulasi kiritik holatga yetganda ekranda
Ilmiybaza.uz qora dog` hosil bo`ladi. Yorug`likning foton nazariyasiga tayangan va J.Jensning matematik hisoblaridan ilhomlangan Kompton 1923-yilda Rentgen nurlari bu tayinli impulsga ega bo`lgan fotonlar oqimidir degan ilg`or g`oyani ilgari surdi. Fotonlar boshqa zarrachalarga o`xshash deb unga impulsni va energiyani saqlanish qonunlarini tadbiq etish mumkin. Reley sochilishining xarakterli xususiyati shundaki , bunda sochilgan nurning chastotasi muhitga tushayotgan nurlanish chastotasiga teng bo`ladi. Sochilishning bunday turini Reley aniqlagani uchun uni Reley sochilishi deyiladi va bu sochilish kogerent tarzda yuz beradi. Shu sababli ham Reley sochilishiyorug`likning kogerent sochilishidir. Biroq ko`p atomli molekulalardan tashkil topgan muhitda yorug`lik sochilishi yuz bersa, u holda sochilgan nurlanish spektrida qo`shimcha chiziqlar, chiziqcha yo`ldoshlar (sateliklar)paydo bo`lishi eksprementlarda kuzatilgan. Kompton tajribasiga fotonlarning bir qismi atomlarning ichiga kirib borishi va ular bilan ichki elektronlar to`qnashuvi ro`y berishi mumkin. Kombinatsion sochilishda molekulalarning boshlang`ich va oxirgi holati turli kombinatsiyada bo`ladi va sochilish jarayoni nokogerent bo`ladi. Kogerent sochilishda tushayotgan nurlanish energiyasining yutilishi va ikkilamchi nurlanishning paydo bo`lishi orasida yorug`lik fazasini o`zgartiruvchi hech qanday jarayon bo`lmaydi. Nokogerent sochilishda esa aksincha yutilishi va sochilishi oralig’ida faza o`zgarishi sodir bo`ladi. Shuning uchun ham yorug`likning kombinatsion sochilishi nokogerent sochilishdir. Kompton effekti va Roman effektidagi nokogerent sochilish jarayonlarining mexanizmi, mohiyati va fizikaviy sabablarini faqat kvant fizika tasavvuridoirasidagina turib tushuntirish mumkin . Bu hodisalarni kvant tahlili yana bir bor elektromagnit nurlanishi sochilish jarayonlarida ham diskret xarakterli ekanligini nurlanish sochilish jarayonlarida ham isbotlaydi. Demak , yuqoridagi gaplardan biz elektromagnit to`lqinlari nurlanish,yutulish va sochilish jarayonlarida kvantlanish xususiyatiga ega degan tushunchaga kelamiz. Quyida kompton effekti bilan tanishamiz. Ilmiybaza.uz qora dog` hosil bo`ladi. Yorug`likning foton nazariyasiga tayangan va J.Jensning matematik hisoblaridan ilhomlangan Kompton 1923-yilda Rentgen nurlari bu tayinli impulsga ega bo`lgan fotonlar oqimidir degan ilg`or g`oyani ilgari surdi. Fotonlar boshqa zarrachalarga o`xshash deb unga impulsni va energiyani saqlanish qonunlarini tadbiq etish mumkin. Reley sochilishining xarakterli xususiyati shundaki , bunda sochilgan nurning chastotasi muhitga tushayotgan nurlanish chastotasiga teng bo`ladi. Sochilishning bunday turini Reley aniqlagani uchun uni Reley sochilishi deyiladi va bu sochilish kogerent tarzda yuz beradi. Shu sababli ham Reley sochilishiyorug`likning kogerent sochilishidir. Biroq ko`p atomli molekulalardan tashkil topgan muhitda yorug`lik sochilishi yuz bersa, u holda sochilgan nurlanish spektrida qo`shimcha chiziqlar, chiziqcha yo`ldoshlar (sateliklar)paydo bo`lishi eksprementlarda kuzatilgan. Kompton tajribasiga fotonlarning bir qismi atomlarning ichiga kirib borishi va ular bilan ichki elektronlar to`qnashuvi ro`y berishi mumkin. Kombinatsion sochilishda molekulalarning boshlang`ich va oxirgi holati turli kombinatsiyada bo`ladi va sochilish jarayoni nokogerent bo`ladi. Kogerent sochilishda tushayotgan nurlanish energiyasining yutilishi va ikkilamchi nurlanishning paydo bo`lishi orasida yorug`lik fazasini o`zgartiruvchi hech qanday jarayon bo`lmaydi. Nokogerent sochilishda esa aksincha yutilishi va sochilishi oralig’ida faza o`zgarishi sodir bo`ladi. Shuning uchun ham yorug`likning kombinatsion sochilishi nokogerent sochilishdir. Kompton effekti va Roman effektidagi nokogerent sochilish jarayonlarining mexanizmi, mohiyati va fizikaviy sabablarini faqat kvant fizika tasavvuridoirasidagina turib tushuntirish mumkin . Bu hodisalarni kvant tahlili yana bir bor elektromagnit nurlanishi sochilish jarayonlarida ham diskret xarakterli ekanligini nurlanish sochilish jarayonlarida ham isbotlaydi. Demak , yuqoridagi gaplardan biz elektromagnit to`lqinlari nurlanish,yutulish va sochilish jarayonlarida kvantlanish xususiyatiga ega degan tushunchaga kelamiz. Quyida kompton effekti bilan tanishamiz.