Фотоэффект

Фотоэффект, йәки фотоэлектрик эффект, яҡтылыҡ йәки башҡа электромагнит нурланыш йоғонтоһонда фотон энергияһы матдә электрондарына тапшырылыуы. Конденсирланған (ҡаты һәм шыйыҡ) матдәләрҙә тышҡы (электрондар матдәнән осоп сығы) һәм эске (электрондар, матдәлә ҡалып, уларҙың энергетик торошон үҙгәртә) фотоэффект булыуын билдәләйҙәр. Газдарҙағы фотоэффект нурланыш тәьҫирендә атомдарҙың йәки молекулаларҙың ионлашыуына килтерә.

 

Тышҡы фотоэффект (фотоэлектрон эмиссия) тип электромагнит нурланыштар тәьҫирендә матдәнән электрондарҙың айырылып сығыуын атайҙар. Матдәнең тышҡы фотоэффекты ваҡытында осоп сыҡҡан электрондар фотоэлектрондар тип атала, ә улар барлыҡҡа килтергән электр тогы тышҡы электр ҡырында тәртипкә һалынған хәрәкәт ваҡытында фототок тип атала.

Фотокатод — электромагнит нурланышҡа туранан-тура дусар булған һәм был нурланыш тәьҫирендә электрондар бүлеп сығарған вакуумлы электрон ҡоролма электроды.

Туйындырыу фототоктары - сығарылған электрондарҙың максималь тогы, фотокатод менән анод араһындағы ток, был ваҡытта бөтә сығарылған электрондары анодта йыйыла.

Фотокатодтың спектраль характеристикаһы - спектрал һиҙгерлектең электромагнит нурланыш тулҡынының йышлығына йәки оҙонлоғона бәйлелеге.

Асыу тарихы

Тышҡы фотоэффектты 1887 йылда Генрих Герц аса. Асыҡ резонатор менән эшләгәндә ул, әгәр ультрафиолет менән цинк разрядниктарына яҡтыртһаң, осҡондоң үтеүе һиҙелерлек еңеләйгәнен күрә.

1888-1890 йылдарҙа фотоэффектты системалы рәүештә урыҫ физигы Александр Столетов өйрәнә, ул 6 хеҙмәт баҫтырып сығара. Ул был өлкәлә бер нисә мөһим асыш яһай, шул иҫәптән тышҡы фотоэффекттың беренсе законы сығарыла.

Столетов фекеренсә, Ҡояш спектрында булмаған нурҙар фотоэффектҡа һәләтле, йәғни фотоэффекттың ҡыҙыл сиге булыуы тураһында һығымтаға килә. 1891 йылда. Эльстер һәм Гейтель һелтеле металдарҙы өйрәнгәндә, металдың электр ыңғайлығы ни тиклем юғары булһа, уның фотоға һиҙгер булған сик йышлығы ла шул тиклем түбәнерәк, тигән һығымтаға килә.

Томсон 1898 йылда эксперименталь рәүештә металдан сыҡҡан электр заряды ағымы элек асылған киҫәксәләр (һуңыраҡ электрондар тип аталған) ағымынан ғибәрәт булыуын асыҡлай. Шуға күрә, яҡтылыҡ артыуы фототоктың артыуына килтерә.

Филипп Ленардтың 1900-1902 йылдарҙағы фотоэффектты тикшеренеүҙәре күрһәтеүенсә, классик электродинамикаға ҡарамаҫтан, осоп барыусы электрондың энергияһы һәр ваҡыт төшкән нурланыш йышлығы бәйле һәм нурланыш интенсивлығына бәйле түгел.

 

Фотоэффектты 1905 йылда Альберт Эйнштейн (1921 йылда ул, швед физигы Карл Вильгельм Озеен номинацияһы арҡаһында, Нобель премияһын ала) Макс Планктың яҡтылыҡтың квант тәбиғәте тураһындағы гипотезаһы нигеҙендә аңлата. Эйнштейндың эшендә мөһим яңы гипотеза була — әгәр Планк 1900 йылда яҡтылыҡ тик квант өлөштәрҙән генә тора тиһә, Эйнштейн яҡтылыҡквантлы порцияларҙан hν тора тип иҫәпләй. Һәр квант порцияһы hν , бында h — Планка константаһы.

1906-1915 йылдарҙа фотоэффектты Роберт Милликен өйрәнә. Ул бикләүсе көсөргәнештең йышлыҡтарға (ысынлап та һыҙыҡлы булып сыға) теүәл бәйлелеген билдәләй һәм уның нигеҙендә Планк константаһын иҫәпләп сығара.«Мин ғүмеремдең ун йылын 1905 йылғы Эйнштейн тигеҙләмәһен тикшереүгә сарый иттем, — тип яҙа Милликен, — һәм бөтә өмөттәремә ҡарамаҫтан, 1915 йылда уның, абсурд булыуына ҡарамаҫтан, эксперименталь рәүештә раҫланғанын танырға тура килде». 1923 йылда Милликен «элементар электр зарядын һәм фотоэлектрик эффектты билдәләү буйынса эше өсөн» физика буйынса Нобель премияһына лайыҡ була.

Фотоэффектты тикшереү иң тәүге квант-механик тикшеренеүҙәрҙең береһе була.

• Фотоэлектрон спектроскопия
• Ҡояш генерацияһы
• Комптон эффекты

• Фотоэффект // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
• Фотоэффект — Физической энциклопедии

• Лукирский П. И. О фотоэффекте. — Л.; М.: Гос. техн.-теорет. изд-во, 1933. — 94 с.
• Лукьянов С. Ю. Фотоэлементы. — Москва ; Ленинград :: Изд-во и 2-я тип. Изд-ва Акад. наук СССР, 1948. — 372 с.
• Рывкин С. М. Фотоэлектрические явления в полупроводниках. — М.: Физматлит, 1963. — 494 с.
• Fowler R. H. The Analysis of Photoelectric Sensitivity Curves for Clean Metals at Various Temperatures // Phys. Rev. — 1931. — Vol. 38.