İsıgın Tanecik Modeli-İsıgın Tanecik Modeli Hakkında Genel Bilgi...
Aslında ışık hızı 3dsfdsfsdfsdfsdfdsfds10 km/sn den büyük olamazdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Buna göre ışığın kırılma indisi 1,25 olan ortamdaki hızının gerçek değerini bulursak;
Sonuç olarak; ışığın kırılma indisi 1,25 olan ortamdaki hızı tanecik modeline göre 3,75dsfdsfsdfsdfsdfdsfds105 km/sn gerçek değeri ise 2,4dsfdsfsdfsdfsdfdsfds105km/sn dirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Yukarıda izah ettiğimiz olaylarla izah edemeyeceğimiz olayları sıralarsak tanecik modeli; ışığın kırılmasında hızın değerinin bulunmasın da, ışığın saydam ortamlarda aynı anda kırılma ve yansıması, kırınım olayı gibi olayları izah etmede yetersiz kalmıştırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Yani tanecik modeli ile bu olayları izah etmek zordurdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
FOTOELEKTRİK OLAYI
Tanım: Işığın :-):-):-):-)l yüzeylerinden elektron sökmesine fotoelektrik olay, sökülen elektronlara ise fotoelektron adı verilirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Fotoelektronların oluşturacağı elektrik akımına ise fotoelektron akımı adı verilirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Fotoe*lektron akımı fotoelektronların sayısı ile doğru orantılıdırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Fotoelektrik olayı aşağıdaki gibi basit bir şekille izah edebilirizdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Fotoelektrik olayın deneysel olarak izah edilmesi ise şekildeki gibi*dirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Yapılan deneyde çinko levha üzerine düşen ışık levhadan elektronlar koparırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Böylece elektroskoptaki elektron sayısı azalır ve elektroskopun yapraklan kapanmaya başlardsfdsfsdfsdfsdfdsfds Zaten elektroskopun yapraklarının kapan*dığının izlenmesi elektron kaybetmekle mümkündürdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Deneyi mercekle çinko levha arasına cam levha koyarak tekrarlarsak elektroskopun yap*raklarının kapanmadığı görülürdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Bu da cam levhanın elektron söken ışığı kestiğinin bir kanıtıdırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Bu ışık görünür ışık olmayıp mor ötesi ışındırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Çünkü cam mor ötesi ışını geçiremezdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Çinko ve benzeri :-):-):-):-)llerden elektron sadece mor ötesi ışınlarla sökülürdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Görünür ışığın da elektron sökmesi için alkali :-):-):-):-)ller (sod*yum, potasyum, Lityum dsfdsfsdfsdfsdfdsfdsdsfdsfsdfsdfsdfdsfdsdsfdsfsdfs dfsdfdsfds vbdsfdsfsdfsdfsdfdsfds) kullanılırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Fotosel: özel olarak yapılan ve fotoelekron akımı elde etmeye ya*rayan lambalara fotosel veya fotoelektrik levha adı verilirdsfdsfsdfsdfsdfdsfdsFotosellerde :-):-):-):-)l olarak alkali :-):-):-):-)l kullanılırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
[IMG]file:///D:/DOCUME%7E1/can/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image032dsfdsfsdfsdfsdfdsfdsjpg[/IMG]Fotosel lambaların yapısı şekildeki gibi olup
pencereden giren ışık alkali :-):-):-):-)lden elektron sökerdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Sö*külen elektronlar (+) uç ta*rafından çekilirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Böylece dev*reden bir akım geçer ve am*permetre sapardsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Şayet geri*limi artırırsak akım bir mik*tar artardsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Fakat gerilimin belli değerinden sonra alcımın
artışı durur ve sabitleşirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Bu da fotoelektrik akıma
gerili*min belli ölçülerde etkili ol*duğunu gösterirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Üretecin uçlarına lambanın bağlanış şekli ters çevrilirse bu durumda akım hemen kesilmezdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Sökülen elektronlar (-) uç tarafından itilirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Fakat elektronlar belli bir hızla (enerjiyle) geldiklerinden devreyi tamamlarlardsfdsfsdfsdfsdfdsfds Şayet ters bağlı vaziyette gerilim artırılmaya devam edilirse belli bir değere ulaşılınca akım kesilir, işte akımın kesildiği andaki gerilime (potansi*yel) kesme potansiyel (v,) adı verilirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Fotosel lambada akımın gerili*me bağımlılığı şekildeki gibidirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Fotosel lambalar günümüzde banka kasalarındaki alarm sistemle*rinde büyük otellerin kapılarını otomatik olarak açan sistemlerde ve filmlerin kenarlarına kaydedilen sesin tekrar elde edilmesindeki gibi yer*lerde kullanılırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Fotosel lambalar alarm sistemlerinde şekildeki gibi kullanılırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Fotosele ışık düştüğünde devreden akım geçerdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Böylece A bobini mıknatıslık özelliği kazanarak B çelik şeridini, (paleti) kendine doğru çekerdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Bu şekilde zilin çalması önlenirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Fotosele gelen ışık kesilirse akım da kesileceğinden çelik şerit serbest kalır ve C vidasına dokunur ve zil devresinden akım geçerdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Böylece zil çalmaya başlardsfdsfsdfsdfsdfdsfds Bu olay ışığa bağlı olarak devam eder giderdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Yapılan deneyler fotoelektrik olayla ilgili şu sonuçları ortaya çı*karmıştırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
1dsfdsfsdfsdfsdfdsfdsIşığın yüzeyden elektron sökebilmesi için dalga boyunun belli bir değerin altında olması gerekirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Dalga boyunun küçülmesi frekansın büyümesi ile mümkündürdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
2dsfdsfsdfsdfsdfdsfds Fotoelektronların sayısı, dolayısıyla fotoelektrik akımı, ışık akısı ile doğru orantılıdırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Işık akısı arttıkça sökülen elektronların sayısı da artardsfdsfsdfsdfsdfdsfds
3dsfdsfsdfsdfsdfdsfds Işık bir elektronu :-):-):-):-)lden kopardıktan sonra artan enerjisini elektrona kinetik enerji olarak aktarırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Bu kinetik enerji ışığın fre*kansı ile doğru orantılıdırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Frekans arttıkça ışığın enerjisi artacağın*dan fotoelektronların kinetik enerjisi de artardsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Einstein'in Fotoelektrik Denklemi
Bilim adamı Planck'a göre ışık kaynaklarından kuantum veya fo*ton adı verilen tanecikler salınırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Bu tanecikler birer enerji paketleri şeklinde olduğunu Enstein daha da geliştirerek fotoelektrik olayını açık*ladıdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Planck'a göre bir ışık kuantumunun enerjisi E = hdsfdsfsdfsdfsdfdsfdsf bağıntısı ile bulunurdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Burada h Planck sabiti olup, değeri h=6,62dsfdsfsdfsdfsdfdsfds10"** Jdsfdsfsdfsdfsdfdsfdssn di rdsfdsfsdfsdfsdfdsfds ı Diğer bir enerji birimi de elektronvoltturdsfdsfsdfsdfsdfdsfds (eV)
l Elektronvolt (eV): Bir elektronun l voltluk potansiyel farkı al*tında kazandığı enerjidirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds leV = 1,6dsfdsfsdfsdfsdfdsfds1019 J ve lJ = 6,25dsfdsfsdfsdfsdfdsfds1018 eV durdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
E = h bağıntısında hdsfdsfsdfsdfsdfdsfdsc çarpımı sabittirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
hdsfdsfsdfsdfsdfdsfdsc = 6,62dsfdsfsdfsdfsdfdsfds10-34 Jdsfdsfsdfsdfsdfdsfdssndsfdsfsdfsdfsdfdsfds3dsfdsf sdfsdfsdfdsfds108m/sn = 19,86dsfdsfsdfsdfsdfdsfds10-26Jdsfdsfsdfsdfsdfdsfdsm = 12400 eVdsfdsfsdfsdfsdfdsfdsA° durdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Böylece E = h şeklini alırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Bağlanma (Eşik) Enerjisi: Bir foton yüzeye çarptığı zaman enerji*sini yüzeyin bir tek elektronuna verir ve kendisi kaybolurdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Fotonun enerjisinin bir kısmı elektronu sökmek için diğer kalan kısmı ise elekt*rona kinetik enerji kazandırmak için aktarılırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Fotoelektronların yü*zeyden sökülmesi için gerekli en küçük enerjiye bağlanma enerjisi ve eşik enerjisi adı verilirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Bir fotonun enerjisi bağlanma enerjisinden (Eb) az olursa yüzeyden elektron sökemezdsfdsfsdfsdfsdfdsfds örneğin; fotonun enerjisi 5eV, bağlanma enerjisi 6eV ise yüzeyden elektron sökülemezdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Fotonun enerjisi 5eV, bağlanma enerjisi 3eV ise fotoelektronların kinetik enerjisi
5eV - 3eV = 2eV olurdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Eşik Frekansı (fc) ve Eşik Dalga boyu (XB): Bir yüzeyden elekt*ron sökebilecek minimum enerjili fotonun frekansına eşik frekansı, dalga boyuna ise eşik dalga boyu adı verilirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Frekansı eşik frekansının altında olan fotonlar elektron sökemezlerdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Yukarıda da izah ettiğimiz gibi fotonun bağlanma enerjisinden fazla olan enerjisi elektrona ki*netik enerji olarak aktarılırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Einstein enerjisinin korunumundan giderek E = Eb + Ek denklemi*ni çıkarmıştırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Bu denkleme Einstein'in genel fotoelektrik denklemi denirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds (Ek = Kinetik enerji)
Kinetik enerjisi Ek = mva olan fotoelektronu kesme potan*siyeli sınırında hareketsiz tutan enerji kinetik enerjiye eşit olup, eVk dirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Buna göre;
Kinetik enerji Ek == eVk, olurdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Genel denklem ise E = EB + eVk şeklini alırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
:-):-):-):-)lin yüzeyinden daha derinlerde sökülen elektronların hızları enerji kaybından dolayı yüzeyden sökülen elektronların hızlarına göre; daha az olurdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Çünkü; çarpışmalarla enerji kaybına uğrarlardsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Bir fotoelektronun maximum kinetik enerjisi ile bu fotoelektronu açığa çıka*ran fotonun frekansı arasındaki değişimi gösteren grafik şekil - I deki gibi, bazı :-):-):-):-)llerden sökülen fotoelektronların maksimum kinetik enerjilerinin fotonun, frekansına bağlı değişimi de şekil – II deki gibidirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Şekil-II deki grafikten de görüldüğü gibi bütün :-):-):-):-)ller için a açısı sabit olup
|