Фотоэлектрлік эффект пен фотоэлектрлік эффект
Фотоэлектрлік эффект пен фотоэлектрлік эффектте электрондардың шығу жолдары олардың арасындағы айырмашылықты тудырады. Осы екі терминдегі «фото» префиксі бұл екі процестің де жарықтың өзара әрекеттесуінен болатынын білдіреді. Шын мәнінде, олар жарықтан энергияны жұту арқылы электрондардың шығарылуын қамтиды. Дегенмен, олар анықтамада ерекшеленеді, өйткені прогресс қадамдары әр жағдайда әртүрлі. Екі процестің негізгі айырмашылығы - фотоэлектрлік эффект кезінде электрондар кеңістікке шығарылады, ал фотоэлектрлік эффектте шығарылатын электрондар тікелей жаңа материалға түседі. Осы жерде егжей-тегжейлі талқылайық.
Фотоэффект дегеніміз не?
Бұл идеяны 1905 жылы эксперименттік деректер арқылы ұсынған Альберт Эйнштейн болды. Ол сондай-ақ жарықтың бөлшектік табиғаты туралы теориясын материяның және сәулеленудің барлық формалары үшін толқындық-бөлшектік дуализмнің болуын растау арқылы түсіндірді. Фотоэффекттегі өзінің тәжірибесінде ол металға белгілі бір уақыт ішінде жарық түсірілсе, металл атомдарындағы бос электрондар жарықтан энергияны жұтып, өзін ғарышқа шығаратын бетінен шыға алатынын түсіндіреді. Бұл орын алу үшін жарық белгілі бір шекті мәннен жоғары энергия деңгейін көтеруі керек. Бұл шекті мән тиісті металдың «жұмыс функциясы» деп те аталады. Және бұл электронды оның қабығынан шығару үшін қажет ең аз энергия. Берілген қосымша энергия электронның кинетикалық энергиясына айналады, бұл оның босатылғаннан кейін еркін қозғалуына мүмкіндік береді. Бірақ жұмыс функциясына тең энергия ғана қамтамасыз етілсе, шығарылған электрондар кинетикалық энергияның жетіспеушілігінен қозғала алмай, металдың бетінде қалады.
Жарық өз энергиясын материалдық текті электронға беруі үшін жарық энергиясы шын мәнінде толқын тәрізді үздіксіз емес, дискретті энергия пакеттерінде келеді деп есептеледі. Демек, жарықтың әрбір энергия кванттарын жеке электрондарға беруі мүмкін, бұл оларды қабығынан жылжытады. Сонымен қатар, металды вакуумдық түтікке катод ретінде сыртқы контурмен қарама-қарсы жағында қабылдау анодымен бекіткенде, катодтан шығарылатын электрондар оң кернеуде ұсталатын анодпен тартылады және, демек, вакуум ішінде ток өткізіліп, тізбекті аяқтайды. Бұл Альберт Эйнштейннің 1921 жылы физика бойынша Нобель сыйлығын алған тұжырымдарының негізі болды.
Фотоэлектрлік эффект дегеніміз не?
Бұл құбылысты алғаш рет француз физигі А. Э. Беккерель 1839 жылы ерітіндіге батырылған және жарыққа ұшыраған екі платина мен алтын пластинасының арасында ток шығаруға тырысқанда байқаған. Бұл жерде металдың валенттік диапазонындағы электрондар жарықтан энергияны сіңіреді және қозу кезінде өткізгіштік зонасына секіреді және осылайша еркін қозғалады. Бұл қозғалған электрондар кейіннен күрделірек болатын фотоэффект жағдайындағыдай вакуумдық кеңістікті кесіп өтуге қарағанда, олар бір материалдан екіншісіне тікелей өтуі үшін кіріктірілген қосылу потенциалы (Гальвани потенциалы) арқылы жеделдетіледі. Күн батареялары осы тұжырымдама бойынша жұмыс істейді.
Фотоэлектрлік эффект пен фотоэлектрлік эффекттің айырмашылығы неде?
• Фотоэффект кезінде электрондар вакуумдық кеңістікке шығарылады, ал фотоэлектрлік әсерде электрондар шығарылған кезде басқа материалға тікелей енеді.
• Фотоэлектрлік әсер ерітіндіде бір-бірімен байланысқан екі метал арасында байқалады, бірақ фотоэффект катодты сәулелік түтікте сыртқы тізбек арқылы қосылған катод пен анодтың қатысуымен жүреді.
• Фотоэлектрлік әсердің пайда болуы фотоэлектрлік эффектпен салыстырғанда қиынырақ.
• Шығарылатын электрондардың кинетикалық энергиясы фотоэлектрлік эффект тудыратын токта үлкен рөл атқарады, ал фотоэлектрлік эффект жағдайында ол онша маңызды емес.
• Фотоэлектрлік эффект арқылы шығарылатын электрондар түйісу потенциалы жоқ фотоэффекттен айырмашылығы түйісу потенциалы арқылы итеріледі.
