Fotoeffekt

Фотоэффект — моддаларнинг электромагнит нурланиш таъсирида электрон чиқариши. Фотоэффект ҳодисасини 1887-йилда немис физиги Ҳеинрич Ҳертз очган. Дастлабки асосий тадқиқотларни рус олими Александр Столетов (1888), сўнгра немис физиги фотоэффект Леонард (1899) ўтказган. Фотоэффект қонунларини биринчи бўлиб Алберт Эинстеин (1905) назарий тушунтирган. Фотоэффектнинг асосий қонуниятлари: 1) чиқарилаётган электронлар сони нурланиш интенсивлигига пропорсионал; 2) ҳар бир модда учун унинг сиртининг маълум ҳолатига ва Т=0 К трада чегара — нурланишнинг энг кичик частотаси П50 (ёки энг катта тўлқин узунлиги ^0) мавжуд бўлиб, бу чегарадан ташқарида фотоэффект содир бўлмайди; 3) фотоэлектронларнинг энг катта кинетик энергияси нурланиш частотаси 03 ортиши билан чизиқли ортади ва нурланишнинг интенсивлигига боғлиқ бўлмайди. Фотоэффект — квант ҳодиса, унинг очилиши квант назариясини экспериментал асослашда муҳим рол ўйнади; фотоэффект қонуниятларини фақат квант назарияси асосида тушунтириш мумкин. Эркин электрон фотонни ютиши мумкин эмас, чунки бунда бир вақтнинг ўзида энергиянинг ҳам, импулснинг ҳам сақланиш қонуни бажарилмайди. Электрон атроф муҳит билан боғланганлиги учун фотоэффект ҳодисаси атом, молекула ва конденсатланган муҳитда ҳосил бўлиши мумкин. Бу боғланиш атомда ионланиш энергияси е, бн, конденсатланган муҳитда чиқиш иши А билан тавсифланади. Фотоэффектдаги энергиянинг сақланиш қонуни Эинстеин муносабати билан ифодаланади: Э=ҳм — е (ёки Эҳw — А), бунда Е — фотоэлектроннинг кинетик энергияси. Т=0К ва ёруглик интенсивлиги кичик бўлганда (амалда кўп фотонли эффектлар бўлмаганда), агар ҳ ш < е, ёки ҳ ш < А бўлса, фотоэффект бўлмайди.

Газларда фотоэффект айрим атом ва молекулаларда кузатилади (фотоионланиш). Бунда фотон ютилиб, электрон чиқариш йўли билан ионланиш юз беради. Фотоннинг ионлашга сарфлаган энергиядан бошқа гамма энергияси чиқарилаётган электронга берилади. Конденсатланган муҳитларда фотонларни ютиш механизми уларнинг энергиясига боғлиқ. ҳ Ш > А да фотон ўтказувчанлик электронлари (металларда) ёки валентлик электронлари (яримўтказгичлар ва диэлектрикларда) томонидан ютилади. Натижада ташқи фотоэффект ёки ички фотоэффект кузатилади. П ГО жуда катта бўлганда (уквантлар ҳолида) фотоэлектронлар атомнинг чуқур қобиқларидан уриб чиқарилиши мумкин. Кўпгина металларнинг тоза сиртлари учун А>3 эВ, шунинг учун металларда фотоэффект ултрабинафша соҳада кузатилади. Ишқорий ер металлари ва барий (Ва) учун фотоэффект кўринадиган ёруғлик соҳасида ҳам кузатилади.