E= max+A (2) Fotoeffekt hodisasida elektron oladigan eng katta energiyani (2) ifodadan aniqlash mumkin.
Fotoeffekt qonunlari To’yinish toki. Fototok kuchini o’rganishda Stoletovning sxemasiga o’xshash sxema qo’llaniladi (5-rasm). Bu sxemada P-yoritiladigan metal plastinka, N-G galvanometer orqali B batareyaning mos qutbiga ulangan ikkinchi plastinka. Yorug’lik ta’sirida B plastinkadan chiqayotgan elektronlar B batareyaning ta’sirida N plastinka tomonga harakat qiladi va similar orqali galvanometrga borib, B batareyaning tokini ulaydi,
5-rasm. Fototokning kuchlanish va yorug’lik kuchiga bog’liqligini o’rganish sxemasi.
Ya’ni zaryadlar oqimini tutashtiradi. Birinchi tekshiruvchilar bu hodisaning yoritilayotgan sirtning tozaligiga juda ko’p bog’liq ekanligini aniqladi. Shuning uchun aniq bajariladigan tajribalarda mexanik usulda yahshilab tozalangan sirtlar bilan yoki, yaxshsi, metallni vakuumda bug’lantirib yalatish orqali yasalgan sirtlar bilan ish ko’riladi. O’lchash vaqtida P va N elektronlar o’rtasida yuqori vakuum saqlanib turiladi, chunki elektrodlar o’rtasida gaz bo’lishi sirtni xususiyatlarini ko’p o’zgartiradi hamda zaryadlarni chiqish va ko’chish sharoitlarini qiyinlashtiradi. Yoritilganlikni o’zgartirmay B batareyaning kuchlanishini o’zgartirsak, galvanometer ko’rsatyotgan tok kuchining qiymatini ma’lum chegaralarda o’zgartirishimiz mumkin. Biroq tajribani yuqori vakuumda o’tkazib, elektrodlarning shaklini o’zgartirib yoritilgan sirtdan chiqayotgan barcha zaryadlar tezlashtiruvchi maydon yordamisiz ham ikkinchi elektrodga tushadigan qilsak, u holda fototokning kuchi maydonni kuchaytirganda ortmaydi. Aksincha, elektronlarning yoritilgan sirtdan ikkinchi elekrod tomonga qilayotgan harakatiga xalaqit beradigan qilib yo’naltirilgan sekinlashtiruvchi maydon fototokni kamaytirishi va hatto nolga teng qilib qo’yishi mumkin.
Haqiqatan ham, tajriba bu mulohazalarga mos ravishda I fototok kuchining elektrodlarga berilgan V potensiallar farqiga bog’lanishi (ya’ni fototokning xarakteristikasi) 6-rasmdagi ko’rinisshga (tutash egri chiziq) ega ekanligi haqida dalolat beradi. Agar elektrodlarning shakli va o’zaro joylashishi yuqorida aytib o’tilgan talablarga javob bermasa, fototokning xarakteristikasi birmuncha o’zgaradi (6-rasmdagi punktir egri chiziq).
6-rasm. Fototok xarakteristikasi.
Biroq bu xarakteristikaning ba’zi muhim xususiyatlari o’zgarmay qoladi: uncha katta bo’lmagan tezlashtiruvchi potensiallar farqi berilganda tok o’zgarmas qiymatga ega bo’ladi (to’yinish toki); ma’lum sekinlashtiruvchi (tormozlovchi) potensiallar farqi berilganda tokning qiymati nolga teng bo’lib qoladi. Fototokning to’yinishga intilishini A. G. Stoletov ham ko’rsatib o’tgan edi.
To’yinish toki yorug’lik ta’sirida ajralib chiqqan barcha elektronlarning galvanometr zanjiri orqali o’tadigan sharoitga mos kelgani uchun to’yinish tokining kuchini yorug’likning fotoelektr ta’siri birligi sifatida qabul qilish mumkin.
b) To’yinish tokining tushayotgan yorug’lik intensivligiga bog’liq bo’lishi. Puxta o’tkazilgan o’lchashlar to’yinish tokining kuchi metall yutgan yorug’lik oqimiga qat’iy proporsional ekanligini ko’rsatadi. Metallarda yutilgan yorug’likning intensivligi tushayotgan yorug’likning intensivligiga proporsional bo’lgani uchun.,fotoeffektning asosiy qonunini quyidagicha ta’riflash mumkin; to’yinish fototokining kuchi sirtga tushayotgan yorug’lik oqimiga to’g’ri proporsionaldir.
Bu qonun yorug’lik intensivliklarining juda keng intervalida tekshirib korilgan va juda to’g’ri bajariladi.Bu qonun tufayli fotoelementlardan juda yaxshi obyektiv fotometrlar sifatida foydalanish mumkin.
Yuqorida qayd qilingan qonun juda to’g’ri bajarilishi uchun o’lchanayotgan to’yinish toki yorug’lik ta’sirida ajralib chiqayotgan elektronlardagina xosil bo’lishi kerak. Bu shart yorug’likka sezgir sirt vakuumga joylashtirilgan holdagina bajariladi. Gaz bilan to’ldirilgan va elektron emissiya tokiga ionlanish toki qo’shilishi natijasida, odatda, ancha sezgirroq bo’lgan asboblarda to’yinish toki Kuching yorug’lik intensivligiga oddiy proporsional bo’lishi qonunidan ba’zi chetlanishlar kuzatilishi mumkin: shuning uchun bunday asboblarda o’lchov maqsadlarida foydalanganda ma’lum ehtiytkorlik choralarini ko’rish kerak.
v) Fotoelektronlarining tezliklari. Fototok xarakteristikasini o’rganganda (6-rasm) elektronlarga sekinlantiruvchi (tormozlovchi) eletr maydoni ta’sir qilganda tok kuchi kamayishi aniqlaymiz.Bunda elektronlarning bir qismi metalldan chiqayotganda m2 kinetik energiyaga ega bo’lib, bu energiya berilgan potensiallar ayirmasini yengish uchun bajariladigan ishdan kichik, degan xulosa kelib chiqadi. Tokni nolga aylantiradigan V potensiallar ayirmasini tanlab olib, biz barcha elektronlarni, hatto eng tez harakatlanadigan elektronlarni ham ushlab qolamiz. Shunday qilib yuqorida ko’rilgan tajribada yorug’lik ta’sirida chiqayotgan elektronlarning maksimal m tezligini quyidagi munosabatdan toppish mumkin:
m2m=eV
Elekrodlar eng qulay joylashgan holda ham fototok xarakteristikasi darhol uzilmasdan, balki asta-sekin nolgacha tushishi chiqyotgan elekronlarning tezliklari turli ekanligini ko’rsatadi: eng sekin harakatlanadigan elektronlarning juda zaif sekinlashtiruvchi maydon ham to’xtatadi: eng tez haraklanuvchi elekronlarning to’xtatish uchun qarshi yo’nalgan V potensiallar ayirmasi kerak bo’ladi. Xarakteristikaning pasayish qonunlarini o’rganish yoli bilan elektronlarning tezliklar bo’yicha taqsimodni aniqlab olish mumkin. Tezliklarning bunday turli xil qiymatga ega bo’lishining sababi yorug’lik ta’sirida metallning sirtidagi elektronlargina emas balki chuqurroqda yotgan elektronlar ham chiqishi mumkinligidadir: chuqurroqda yotgan elekronlar yorug’lik energiyasini yutish natijasida ega bo’lgan tezligining bir qismini metall yuziga chiqmasdan avval metallning ichidagi tasodifiy to’qnashishlar natijasida yo’qatadi.
