Сырты фотоэффект. Фотондар. Комптон эффектісі.

Фотоэффект — электрмагниттік сулені затпен серлесуі нтижесінде пайда болатын электрлік былыстар (электр ткізгіштігіні згеруі, ЭК-ні пайда болуы не электрондар эмиссиясы). Бл былыс атты денелерде, сйытытарда, сондай-а газдарда да байалады. Фотоэлектрлік былыстар атарына рентген сулелеріні фотоэффектісі мен ядроларды фотоэффекті де жатады. атты немесе сйы денелерді жары сулесін (фотондарды) жтуы нтижесінде электрондарды блініп шыу былысысырты фотоэффект делінеді. Мны 1887 ж. Г.Герц ашан. Сырты фотоэффектіні тжірибе жзінде А.Г. Столетов (1888) толы зерттеп, оны бірнеше задарын тжырымдап берген. А.Г. Столетов ашан фотоэффектіні бірінші заы былайша тжырымдалады: максимал фотоэлектрлік ток (аныу фототогы) тскен жары аынына тура пропорционал болады. 1905 ж.А.Эйнштейн сырты фотоэффект былысын жарыты квантты теориясы трысынан тсіндіріп берді. Сырта арай блініп шыан электронны максимал кинетик. энергиясыны (Емак) шамасы электрона берілген фотонны энергиясы (hv) мен шыу жмысыны () айырымына те (Емак=hv–) екендігі тжірибе жзінде длелденді. Сырты фотоэффектіні бл екінші заы, яни Эйнштейн заы былайша тжырымдалады: фотоэлектрондарды максимал энергиясы тскен жары жиілігіне сызыты туелді болып седі жне оны арындылыына байланысты болмайды.

• Сырты фотоэффект шін Эйнштейнні формуласы:

мндаы - фотонны энергиясы; - электронны металдан шыу жмысы; фотоэлектронны максималь кинетикалы энергиясы; - электронны тынышты массасы.

• Фотоэффектті ызыл шекарасы:

мндаы - сулеленуді максимал толын зындыы; - лі де фотоэффект ммкін болатын толын жиілігі.

Фотон - электрмагниттік сулені элементар блшегі. Фотон зарядсыз бейтарап блшек. Ол вакуумде /с, оны тыныштытаы массасы m=0. Фотон n=he аныталады: n жиілігімен 3*10 8м/с жылдамдыпен тарайды. Оны энергиясы электрмагниттік серлесуді тасымалдайтын блшек. Зарядталан блшектерді Фотондарды шыаруы немесе сііруі барлы электро-магниттік процестерді негізі болып табылады. Фотон туралы ым квантты теория мен салыстырмалы теорияны даму барысында пайда болды. 1905 ж. А.Эйнштейн фотоэффект былысыны задылытарын тсіндіру шін 1900 ж. нем. физигі М.Планк ашан жары кванттары туралы ымды пайдаланды. Жарыты Фотондардан тратындыы люминесценц. былыстар мен фотохим. реакциялар арылы длелденді. “Фотон” терминін ылыма 1929 ж. америка алымы Г.Льюис енгізді. Фотон бозондара жатады. электромагниттік серлесуден баса Фотон гравитац. серлесуге де атысады. Америка физигі А.Комптонны рентген сулелеріні бос электрондардан шашы-рауын зерттейтін тжірибесінде квантты суле шыару да зат блшектері сияты кинематик. задара баынатындыы длелденді. Фотонны зарядталан лептондармен серлесуін квантты электрдинамика зерттейді.

• Фотонны энергиясы:

мндаы - Планк тратысы; - жарыты жиілігі; - дгелек жиілік.

Фотонны импульсы жне массасы:

Классикалы теория бойынша шашыраан сулелер мен тскен сулелерді тербеліс жиіліктері бірдей болуы тиіс. Біра шашыраан рентген сулелеріні спертірін зерттеуден бл пікірді кейбір жадайларда орындалмайтындыы байалады. Мысалы, атомдарды массалары аздау элемент сол сияты жеіл элементтерден ралан заттардан шашыраан атадау рентген сулелеріні рамында толынны зындыы бастапы тскен сулелердікіндей жне толын зындытары одан грі зыныра сулелерді болатындыы аныталды. Рентген сулесі шашыраан кезде оларды толындар зындыыны згеруі Комптон былысы немесе Комптон эффектісі деп аталады. Жарыты корпускулалы асиетіні айын болуын бірінші рет 1924ж американ физигі Комптон зерттеді. Шашыраан рентген сулелеріні спектрінде толын зындыы-а те бастапы сулемен атар толын зындыы ´ болатынбаса сулені бар екендігі байалды. Бл толын зындытарыны айырмасы =´- шашыратыш зата жне бастапы тскен сулені толыныны зындыына туелді болмай тек сулелерді шашырау баытына байланысты болады. Комптон эффектісін классикалы электромагниттік теория арылы тсіндіру ммкін емес, оны тек квантты теория бойынша тсіндіреді. Квантты теория трысынан рентген сулелері дегеніміз фотондарды аыны болып табылады. Комптон зіні тжірибесінде пайдаланан фотондар энергиясы 17,5 кэ В рентген сулелері болды.

Комптон эффект кезінде фотонны толын зындыыны згерісі

мндаы - дмпілу электроныны массасы; пм- комптонды толын зындыы.