வெளிப்புற ஒளிமின்னழுத்த விளைவு ஏன் சிவப்பு எல்லையைக் கொண்டுள்ளது? புகைப்பட விளைவு. ஒளி விளைவு வகைகள்

எளிமையான அனுபவத்தை வெளிப்படுத்துகிறது. எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துத்தநாக தகடு எலக்ட்ரோஸ்கோப்புடன் இணைக்கப்பட்டிருந்தால் (இருப்பைக் காட்டும் சாதனம் மின் கட்டணம்), ஒரு புற ஊதா விளக்கின் ஒளியுடன் ஒளிரச் செய்யுங்கள், பின்னர் மிக விரைவாக எலக்ட்ரோஸ்கோப் ஊசி பூஜ்ஜிய நிலைக்குச் செல்லும். தட்டின் மேற்பரப்பில் இருந்து கட்டணம் மறைந்துவிட்டதை இது குறிக்கிறது. அதே பரிசோதனையை நேர்மறை மின்னூட்டம் கொண்ட தட்டு மூலம் செய்தால், எலக்ட்ரோஸ்கோப் ஊசி திசைதிருப்பாது. இந்த பரிசோதனையை முதன்முதலில் 1888 இல் ரஷ்ய இயற்பியலாளர் அலெக்சாண்டர் கிரிகோரிவிச் ஸ்டோலெடோவ் மேற்கொண்டார்.

அலெக்சாண்டர் கிரிகோரிவிச் ஸ்டோலெடோவ்

ஒரு பொருளின் மீது ஒளி படும்போது அதற்கு என்ன நடக்கும்?

ஒளி என்பது மின்காந்த கதிர்வீச்சு, குவாண்டம் துகள்களின் ஸ்ட்ரீம் - ஃபோட்டான்கள் என்பதை நாம் அறிவோம். மின்காந்த கதிர்வீச்சு ஒரு உலோகத்தின் மீது விழும்போது, ​​அதில் சில மேற்பரப்பில் இருந்து பிரதிபலிக்கிறது, மேலும் சில மேற்பரப்பு அடுக்கு மூலம் உறிஞ்சப்படுகிறது. உறிஞ்சப்படும் போது, ​​ஒரு ஃபோட்டான் அதன் ஆற்றலை எலக்ட்ரானுக்கு அளிக்கிறது. இந்த ஆற்றலைப் பெற்ற பிறகு, எலக்ட்ரான் வேலை செய்கிறது மற்றும் உலோகத்தின் மேற்பரப்பை விட்டு வெளியேறுகிறது. தட்டு மற்றும் எலக்ட்ரான் இரண்டும் எதிர்மறை மின்னூட்டத்தைக் கொண்டுள்ளன, எனவே அவை ஒன்றையொன்று விரட்டுகின்றன மற்றும் எலக்ட்ரான் மேற்பரப்பில் இருந்து வெளியேற்றப்படுகிறது.

தட்டு நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்டால், மேற்பரப்பில் இருந்து வெளியேறும் எதிர்மறை எலக்ட்ரான் மீண்டும் ஈர்க்கப்பட்டு அதன் மேற்பரப்பை விட்டு வெளியேறாது.

கண்டுபிடிப்பு வரலாறு

ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் நிகழ்வு கண்டுபிடிக்கப்பட்டது ஆரம்ப XIXநூற்றாண்டு.

1839 ஆம் ஆண்டில், பிரெஞ்சு விஞ்ஞானி அலெக்ஸாண்ட்ரே எட்மண்ட் பெக்கரல் ஒரு உலோக மின்முனை மற்றும் ஒரு திரவத்தின் (எலக்ட்ரோலைட்) இடைமுகத்தில் ஒளிமின்னழுத்த விளைவைக் கவனித்தார்.

அலெக்சாண்டர் எட்மண்ட் பெக்கரல்

1873 ஆம் ஆண்டில், ஆங்கில மின் பொறியாளர் ஸ்மித் வில்லோபி, செலினியம் மின்காந்த கதிர்வீச்சுக்கு வெளிப்பட்டால், அதன் மின் கடத்துத்திறன் மாறுகிறது என்பதைக் கண்டுபிடித்தார்.

ஆராய்ச்சி பரிசோதனைகளை நடத்துதல் மின்காந்த அலைகள் 1887 ஆம் ஆண்டில், ஜெர்மானிய இயற்பியலாளர் ஹென்ரிச் ஹெர்ட்ஸ், சார்ஜ் செய்யப்பட்ட மின்தேக்கி அதன் தட்டுகள் புற ஊதா கதிர்வீச்சினால் ஒளிரப்பட்டால் மிக வேகமாக வெளியேற்றப்படுவதைக் கவனித்தார்.

ஹென்ரிச் ஹெர்ட்ஸ்

1888 ஆம் ஆண்டில், ஜெர்மன் சோதனை இயற்பியலாளர் வில்ஹெல்ம் கால்வாச்ஸ், ஒரு உலோகம் குறுகிய அலை புற ஊதா கதிர்வீச்சுடன் கதிரியக்கப்படும்போது, ​​​​உலோகம் அதன் எதிர்மறை கட்டணத்தை இழக்கிறது, அதாவது ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் நிகழ்வு கவனிக்கப்படுகிறது.

1888-1890 இல் ஒளிமின்னழுத்த விளைவு பற்றிய ஆய்வில் விரிவான சோதனைகளை நடத்திய ரஷ்ய இயற்பியலாளர் அலெக்சாண்டர் கிரிகோரிவிச் ஸ்டோலெடோவ் ஒளிமின்னழுத்த விளைவு பற்றிய ஆய்வுக்கு பெரும் பங்களிப்பு செய்தார். இதைச் செய்ய, அவர் இரண்டு இணை வட்டுகளைக் கொண்ட ஒரு சிறப்பு சாதனத்தை வடிவமைத்தார். இந்த வட்டுகளில் ஒன்று கத்தோட், உலோகத்தால் ஆனது, ஒரு கண்ணாடி பெட்டிக்குள் இருந்தது. மற்றொரு வட்டு நேர்மின்முனை, குவார்ட்ஸ் கண்ணாடியால் செய்யப்பட்ட பெட்டியின் முடிவில் ஒரு உலோக கண்ணி பயன்படுத்தப்பட்டது. குவார்ட்ஸ் கண்ணாடி தற்செயலாக விஞ்ஞானியால் தேர்ந்தெடுக்கப்படவில்லை. உண்மை என்னவென்றால், இது புற ஊதா கதிர்வீச்சு உட்பட அனைத்து வகையான ஒளி அலைகளையும் கடத்துகிறது. சாதாரண கண்ணாடி புற ஊதா கதிர்வீச்சைத் தடுக்கிறது. வீட்டில் இருந்து காற்று வெளியேற்றப்பட்டது. ஒவ்வொரு வட்டுக்கும் ஒரு மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்பட்டது: கேத்தோடிற்கு எதிர்மறை, நேர்மின்முனைக்கு நேர்மறை.

ஸ்டோலெடோவின் அனுபவம்

சோதனையின் போது, ​​விஞ்ஞானி சிவப்பு, பச்சை, நீலம் மற்றும் புற ஊதா ஒளியுடன் கண்ணாடி வழியாக கேத்தோடை ஒளிரச் செய்தார். மின்னோட்டத்தின் அளவு ஒரு கால்வனோமீட்டரால் பதிவு செய்யப்பட்டது, இதில் முக்கிய உறுப்பு ஒரு கண்ணாடி. ஒளி மின்னோட்டத்தின் அளவைப் பொறுத்து, கண்ணாடி வெவ்வேறு கோணங்களில் திசைதிருப்பப்பட்டது. புற ஊதா கதிர்கள் மிகப்பெரிய விளைவைக் கொண்டிருந்தன. மேலும் அவை ஸ்பெக்ட்ரமில் அதிகமாக இருந்ததால், ஒளியின் தாக்கம் அதிகமாகும்.

ஒளியின் செல்வாக்கின் கீழ் எதிர்மறை கட்டணங்கள் மட்டுமே வெளியிடப்படுகின்றன என்பதை ஸ்டோலெடோவ் கண்டுபிடித்தார்.

கேத்தோடிலிருந்து தயாரிக்கப்பட்டது பல்வேறு உலோகங்கள். அலுமினியம், தாமிரம், துத்தநாகம், வெள்ளி மற்றும் நிக்கல் போன்ற உலோகங்கள் ஒளிக்கு மிகவும் உணர்திறன் கொண்டவை.

1898 ஆம் ஆண்டில், ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் போது வெளியிடப்படும் எதிர்மறை மின்னூட்டங்கள் எலக்ட்ரான்கள் என்று கண்டுபிடிக்கப்பட்டது.

1905 ஆம் ஆண்டில், ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீன் ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் நிகழ்வை விளக்கினார் சிறப்பு வழக்குஆற்றல் பாதுகாப்பு மற்றும் மாற்றத்திற்கான சட்டம்.

வெளிப்புற ஒளி விளைவு

வெளிப்புற ஒளி விளைவு

எலக்ட்ரான்களின் செல்வாக்கின் கீழ் ஒரு பொருளை விட்டு வெளியேறும் செயல்முறை மின்காந்த கதிர்வீச்சுஅழைக்கப்பட்டது வெளிப்புற ஒளி விளைவு, அல்லது ஒளிமின்னணு உமிழ்வு. மேற்பரப்பில் இருந்து வெளிப்படும் எலக்ட்ரான்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன ஒளிமின்னணுக்கள். முறையே, மின்சாரம், இது அவர்களின் உத்தரவு இயக்கத்தின் போது உருவாகிறது, அழைக்கப்படுகிறது ஒளி மின்னோட்டம்.

ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் முதல் விதி

ஒளி மின்னோட்டத்தின் வலிமை ஒளிரும் ஃப்ளக்ஸ் அடர்த்திக்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாகும். அதிக கதிர்வீச்சு தீவிரம், தி மேலும்எலக்ட்ரான்கள் 1 வினாடியில் கேத்தோடிலிருந்து வெளியேற்றப்படும்.

ஒளிப் பாய்வின் தீவிரம் ஃபோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்கு விகிதாசாரமாகும். ஃபோட்டான்களின் எண்ணிக்கை அதிகரிக்கும் போது, ​​உலோக மேற்பரப்பில் இருந்து வெளியேறும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை மற்றும் ஒரு ஒளி மின்னோட்டத்தை உருவாக்கும். இதன் விளைவாக, மின்னோட்டம் அதிகரிக்கிறது.

ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் இரண்டாவது விதி

அதிகபட்சம் இயக்க ஆற்றல்ஒளியால் வெளிப்படும் எலக்ட்ரான்கள் ஒளியின் அதிர்வெண்ணுடன் நேர்கோட்டில் அதிகரிக்கிறது மற்றும் அதன் தீவிரத்தை சார்ந்து இருக்காது.

மேற்பரப்பில் ஒரு ஃபோட்டான் நிகழ்வின் ஆற்றல் இதற்கு சமம்:

E = h ν ,எங்கே ν - நிகழ்வு ஃபோட்டானின் அதிர்வெண்; ம - பிளாங்கின் நிலையானது.

ஆற்றல் பெற்றது ஈ , எலக்ட்ரான் ஒரு வேலை செயல்பாட்டை செய்கிறது φ . மீதமுள்ள ஆற்றல் ஒளிமின்னணுவின் இயக்க ஆற்றல் ஆகும்.

ஆற்றல் பாதுகாப்பு விதி பின்வரும் சமத்துவத்தைக் குறிக்கிறது:

h·ν=φ + W இ , எங்கே டபிள்யூ ஈ - உலோகத்திலிருந்து புறப்படும் தருணத்தில் எலக்ட்ரானின் அதிகபட்ச இயக்க ஆற்றல்.

h·ν=φ + மீ v 2/2

ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் மூன்றாவது விதி

ஒவ்வொரு பொருளுக்கும் ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் சிவப்பு வரம்பு உள்ளது, அதாவது ஒளியின் குறைந்தபட்ச அதிர்வெண் ν நிமிடம்(அல்லது அதிகபட்ச நீளம்அலைகள் λ அதிகபட்சம்), ஒளிமின்னழுத்த விளைவு இன்னும் சாத்தியம், மற்றும் என்றால் ν˂ ν நிமிடம், பின்னர் ஒளிமின்னழுத்த விளைவு இனி ஏற்படாது.

ஒளிமின்னழுத்த விளைவு ஒரு குறிப்பிட்ட அதிர்வெண் ஒளியிலிருந்து தொடங்குகிறது ν நிமிடம் . இந்த அதிர்வெண்ணில், அழைக்கப்படுகிறது ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் "சிவப்பு" எல்லை, எலக்ட்ரான் உமிழ்வு தொடங்குகிறது.

h ν நிமிடம் = φ .

ஃபோட்டான் அதிர்வெண் குறைவாக இருந்தால் ν நிமிடம் , அதன் ஆற்றல் உலோகத்திலிருந்து எலக்ட்ரானை "தட்ட" போதுமானதாக இருக்காது.

உள் ஒளிமின் விளைவு

கதிர்வீச்சின் செல்வாக்கின் கீழ், எலக்ட்ரான்கள் அவற்றின் அணுக்களுடன் தொடர்பை இழந்தாலும், திட மற்றும் திரவ குறைக்கடத்திகள் மற்றும் மின்கடத்தாக்களை விட்டுவிடாமல், ஆனால் அவைகளுக்குள் இலவச எலக்ட்ரான்களாக இருந்தால், இந்த ஒளிமின்னழுத்த விளைவு உட்புறம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இதன் விளைவாக, எலக்ட்ரான்கள் ஆற்றல் நிலைகளில் மறுபகிர்வு செய்யப்படுகின்றன. சார்ஜ் கேரியர்களின் செறிவு மாறுகிறது மற்றும் a ஒளிக்கடத்துத்திறன்(ஒளி வெளிப்படும் போது கடத்துத்திறன் அதிகரிப்பு).

உள் ஒளிமின் விளைவும் அடங்கும் வால்வு ஒளிமின்னழுத்த விளைவு, அல்லது தடுப்பு அடுக்கில் ஒளிமின்னழுத்த விளைவு. இந்த ஒளிமின்னழுத்த விளைவு, ஒளியின் செல்வாக்கின் கீழ், எலக்ட்ரான்கள் ஒரு உடலின் மேற்பரப்பை விட்டு வெளியேறி, மற்றொரு உடலைத் தொடர்பு கொள்ளும்போது - ஒரு குறைக்கடத்தி அல்லது எலக்ட்ரோலைட்.

ஒளிமின் விளைவு பயன்பாடு

ஒளிமின்னழுத்த விளைவை அடிப்படையாகக் கொண்ட அனைத்து சாதனங்களும் செயல்படுகின்றன புகைப்பட செல்கள். உலகின் முதல் போட்டோசெல் ஸ்டோலெடோவின் சாதனம் ஆகும், இது ஒளிமின்னழுத்த விளைவை ஆய்வு செய்வதற்கான சோதனைகளை நடத்துவதற்காக அவர் உருவாக்கியது.

ஃபோட்டோசெல்கள் பெரும்பாலானவற்றில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன பல்வேறு சாதனங்கள்ஆட்டோமேஷன் மற்றும் டெலிமெக்கானிக்ஸில். ஃபோட்டோசெல்கள் இல்லாமல், கணினி எண் கட்டுப்பாடு (CNC) இயந்திரங்களைக் கட்டுப்படுத்த முடியாது, இது மனித தலையீடு இல்லாமல் வரைபடங்களின்படி பகுதிகளை உருவாக்க முடியும். அவர்களின் உதவியுடன், படத்திலிருந்து ஒலி வாசிக்கப்படுகிறது. அவை பல்வேறு கட்டுப்பாட்டு சாதனங்களின் ஒரு பகுதியாகும் மற்றும் சரியான நேரத்தில் சாதனத்தை நிறுத்தவும் தடுக்கவும் உதவுகின்றன. போட்டோசெல்களைப் பயன்படுத்துதல் தெரு விளக்குஇரவில் இயக்கப்பட்டு விடியற்காலையில் அணைக்கப்படும். அவை மெட்ரோவில் உள்ள டர்ன்ஸ்டைல்களையும், நிலத்தில் உள்ள பீக்கான்களையும் கட்டுப்படுத்த உதவுகின்றன, மேலும் ரயில் கடவையை நெருங்கும் போது தடையை குறைக்கிறது. அவை தொலைநோக்கிகளிலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன சூரிய சக்தியில் இயங்கும்.

கோட்பாடு

ஒளிமின் விளைவு என்பது ஒளியின் செல்வாக்கின் கீழ் ஒரு பொருளிலிருந்து எலக்ட்ரான்களை வெளியேற்றுவதாகும். ஒரு உலோகத்தில், ஒரு எலக்ட்ரான் சுதந்திரமாக நகரும், ஆனால் அது மேற்பரப்பிலிருந்து வெளியேறும்போது, ​​​​உலோகமே நேர்மறை மின்னூட்டத்துடன் சார்ஜ் செய்யப்படுகிறது மற்றும் அதை விட்டு வெளியேறுவதைத் தடுக்கிறது. எனவே, உலோகத்தை விட்டு வெளியேற, எலக்ட்ரான் பொருளைப் பொறுத்து கூடுதல் ஆற்றலைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். இந்த ஆற்றல் வேலை செயல்பாடு என்று அழைக்கப்படுகிறது.

ஒளிமின்னழுத்த விளைவைப் படிக்க, படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ள அமைப்பை நீங்கள் இணைக்கலாம். 1. இது ஒரு கண்ணாடி சிலிண்டரைக் கொண்டுள்ளது, அதில் இருந்து காற்று வெளியேற்றப்படுகிறது. ஒளி விழும் சாளரம் குவார்ட்ஸ் கண்ணாடியால் ஆனது, இது புலப்படும் மற்றும் புற ஊதா கதிர்களை கடத்துகிறது. சிலிண்டருக்குள் இரண்டு மின்முனைகள் கரைக்கப்படுகின்றன: அவற்றில் ஒன்று, கேத்தோடு, ஜன்னல் வழியாக ஒளிரும். மின்முனைகளுக்கு இடையில், மூலமானது ஒரு மின்சார புலத்தை உருவாக்குகிறது, இது ஒளிமின்னழுத்தங்களை கேத்தோடிலிருந்து அனோடிற்கு நகர்த்துவதற்கு காரணமாகிறது.

நகரும் எலக்ட்ரான்கள் ஒரு மின்னோட்டத்தை (ஃபோட்டோகரண்ட்) உருவாக்குகின்றன. மின்னழுத்தம் மாறும்போது, ​​மின்னோட்டம் மாறுகிறது. சார்பு வரைபடம் ஐஇருந்து யு- தற்போதைய மின்னழுத்த பண்பு - படம் காட்டப்பட்டுள்ளது. 2. குறைந்த மின்னழுத்தத்தில், மின்னழுத்தம் அதிகரிக்கும்போது, ​​கேத்தோடிலிருந்து வெளியேற்றப்படும் அனைத்து எலக்ட்ரான்களும் அனோடை அடையாது, அவற்றின் எண்ணிக்கை அதிகரிக்கிறது. ஒரு குறிப்பிட்ட மின்னழுத்தத்தில், ஒளியால் வெளியேற்றப்படும் அனைத்து எலக்ட்ரான்களும் நேர்மின்முனையை அடைகின்றன, பின்னர் ஒரு செறிவூட்டல் மின்னோட்டம் நிறுவப்பட்டது. நான் என், மின்னழுத்தத்தில் மேலும் அதிகரிப்புடன், மின்னோட்டம் மாறாது.

சம்பவ கதிர்வீச்சின் தீவிரம் அதிகரிக்கும் போது, ​​செறிவூட்டல் மின்னோட்டத்தில் அதிகரிப்பு காணப்படுகிறது, எண்ணுக்கு விகிதாசாரம்வெளியேற்றப்பட்ட எலக்ட்ரான்கள். ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் 1 வது விதி, ஒளியால் உலோகத்தின் மேற்பரப்பில் இருந்து வெளியேற்றப்படும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை ஒளி அலையின் உறிஞ்சப்பட்ட ஆற்றலுக்கு விகிதாசாரமாகும் என்று கூறுகிறது.

எலக்ட்ரான்களின் இயக்க ஆற்றலை அளவிட, நீங்கள் தற்போதைய மூலத்தின் துருவமுனைப்பை மாற்ற வேண்டும். வரைபடத்தில் இந்த வழக்கு இல் உள்ள பகுதிக்கு ஒத்திருக்கிறது U, இதில் ஒளி மின்னோட்டம் பூஜ்ஜியமாகக் குறைகிறது. இப்போது புலம் முடுக்கிவிடாது, ஆனால் ஒளிமின்னணுக்களை குறைக்கிறது. ஒரு குறிப்பிட்ட மின்னழுத்தத்தில், தாமதம் என்று அழைக்கப்படுகிறது U 3, ஒளி மின்னோட்டம் மறைகிறது. இந்த வழக்கில், அனைத்து எலக்ட்ரான்களும் புலத்தால் நிறுத்தப்படும், பின்னர் புலம் அவற்றை முன்னாள் கேத்தோடிற்குத் திருப்பிவிடும், அதே போல் மேல்நோக்கி எறியப்பட்ட கல் பூமியின் ஈர்ப்பு விசையால் நிறுத்தப்பட்டு மீண்டும் பூமிக்குத் திரும்பும்.

மின்சார புல சக்திகளின் வேலை A = qU 3, எலக்ட்ரானை பிரேக் செய்வதில் செலவழித்தது, எலக்ட்ரானின் இயக்க ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றத்திற்கு சமம், அதாவது மீ v 2/2 = qU 3, எங்கே மீ- எலக்ட்ரான் நிறை, v - அதன் வேகம், கே- கட்டணம். அதாவது, தாமத மின்னழுத்தத்தை அளவிடுவதன் மூலம் U 3, அதிகபட்ச இயக்க ஆற்றலை வரையறுக்கிறோம். எலக்ட்ரான்களின் அதிகபட்ச இயக்க ஆற்றல் ஒளியின் தீவிரத்தைப் பொறுத்தது அல்ல, ஆனால் அதிர்வெண்ணில் மட்டுமே உள்ளது. இந்த அறிக்கை ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் 2வது விதி என்று அழைக்கப்படுகிறது.

ஒளியின் ஒரு குறிப்பிட்ட வெட்டு அதிர்வெண்ணில், இது குறிப்பிட்ட பொருளைப் பொறுத்தது, மற்றும் குறைந்த அதிர்வெண்களில், ஒளிமின்னழுத்த விளைவு கவனிக்கப்படாது. இந்த வெட்டு அதிர்வெண் ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் "சிவப்பு" வெட்டு என்று அழைக்கப்படுகிறது.

A. ஐன்ஸ்டீன் 1905 இல் ஒளிமின்னழுத்த விளைவு விதிகளை விளக்கினார். அவர் ஒளியின் குவாண்டம் தன்மை பற்றிய பிளாங்கின் யோசனையைப் பயன்படுத்தினார். ஒரு குவாண்டம் ஒளியின் ஆற்றல் E = hν. ஒரு குவாண்டம் ஒளி ஒரு எலக்ட்ரானை வெளியேற்றுகிறது என்று நாம் கருதினால், குவாண்டத்தின் ஆற்றல் ஈஎலக்ட்ரானின் வேலை செயல்பாட்டைச் செய்ய செல்கிறது ஏமேலும் அவருக்கு இயக்க ஆற்றலைத் தெரிவிக்கவும் எம்வி 2/2. அதாவது

hν = A + mv 2/2.

இந்த சமன்பாடு ஒளிமின்னழுத்த விளைவுக்கான ஐன்ஸ்டீன் சமன்பாடு என்று அழைக்கப்படுகிறது.

ஐன்ஸ்டீனின் கருத்துகளின் நிலைப்பாட்டில் இருந்து ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் 1வது விதியை விளக்குவோம். ஒரு ஆற்றல் குவாண்டம் ஒரு எலக்ட்ரானை வெளியேற்றினால், அந்த பொருள் அதிக குவாண்டாவை உறிஞ்சினால் (அதிக ஒளியின் தீவிரம்), பொருளிலிருந்து அதிக எலக்ட்ரான்கள் வெளியேற்றப்படும்.

ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் இரண்டாவது விதியை விளக்குவோம். வேலை செயல்பாடு ஏபொருளின் வகையைச் சார்ந்தது மற்றும் ஒளியின் அதிர்வெண்ணைச் சார்ந்தது அல்ல. பொருளிலிருந்து வெளியேற்றப்படும் எலக்ட்ரானின் இயக்க ஆற்றல் mv 2/2=h - Aஒளியின் அதிர்வெண்ணைப் பொறுத்தது ν : அதிர்வெண் அதிகமானால், எலக்ட்ரான் அதிக இயக்க ஆற்றலைப் பெறும். ஒளியின் தீவிரம் எலக்ட்ரானின் இயக்க ஆற்றலைப் பாதிக்காது, ஏனெனில் ஐன்ஸ்டீனின் சமன்பாடு ஒரு எலக்ட்ரானின் ஆற்றலை விவரிக்கிறது. எத்தனை எலக்ட்ரான்கள் வெளியேற்றப்பட்டாலும், அவை ஒவ்வொன்றின் வேகமும் அதிர்வெண்ணைப் பொறுத்தது.

ஐன்ஸ்டீனின் சூத்திரம், கொடுக்கப்பட்ட அதிர்வெண்ணின் ஒளி ஒரு பொருளிலிருந்து எலக்ட்ரானை அகற்ற முடியும், ஆனால் மற்றொரு பொருளிலிருந்து அகற்ற முடியாது என்ற உண்மையையும் விளக்குகிறது. ஒவ்வொரு பொருளுக்கும், ஒளி குவாண்டத்தின் ஆற்றல் அதிகமாக இருந்தால் அல்லது தீவிர நிகழ்வுகளில் வேலை செயல்பாட்டிற்கு சமமாக இருந்தால் ஒளிமின்னழுத்த விளைவு காணப்படுகிறது ( hν ≥ ஏ) ஒளிமின்னழுத்த விளைவு இன்னும் சாத்தியமான வரம்புக்குட்பட்ட அதிர்வெண் ஆகும் ν நிமிடம் = A/h. எலக்ட்ரான்களுக்கு இயக்க ஆற்றலை வழங்காமல் வெளியேற்றப்படும் அதிர்வெண் இது - ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் "சிவப்பு வரம்பு" அதிர்வெண்.

எலக்ட்ரானின் இயக்க ஆற்றல் மின்சார புல சக்திகளின் வேலைக்கு சமமாக இருக்கும் போது ஐன்ஸ்டீன் சமன்பாட்டை எழுதுவோம், அதாவது பின்னடைவு மின்னழுத்தத்தில்:

hν = A + qU 3.

இங்கிருந்து U 3 = -A/q + (h/q)ν.

அதிர்வெண்ணில் தாமத மின்னழுத்தத்தின் சார்புநிலையை திட்டமிடுவோம் (படம் 3). சூத்திரத்தில் இருந்து சார்பு என்பது தெளிவாகிறது U 3இருந்து ν நேரியல் உள்ளது. வரைபட சாய்வின் தொடுகோடு:

டான் α = ΔU 3 /Δν = h/q.

எனவே பிளாங்கின் நிலையானது:

h = qtg α = q ΔU 3 /Δν.

இந்த சூத்திரம் பிளாங்கின் மாறிலியை சோதனை ரீதியாக தீர்மானிக்க உதவுகிறது.

சட்டங்கள் வெளிப்புற ஒளிமின்னழுத்த விளைவு

வெப்ப கதிர்வீச்சுடன், கிளாசிக்கல் இயற்பியலின் கட்டமைப்பிற்குள் பொருந்தாத ஒரு நிகழ்வு ஒளிமின்னழுத்த விளைவு ஆகும்.

வெளிப்புற ஒளிமின்னழுத்த விளைவு என்பது மின்காந்த அலைகளால் கதிரியக்கப்படும் போது ஒரு பொருளால் எலக்ட்ரான்களை வெளியேற்றும் நிகழ்வு ஆகும்.

ஒளிமின்னழுத்த விளைவை 1887 இல் ஹெர்ட்ஸ் கண்டுபிடித்தார். துத்தநாகப் பந்துகளுக்கு இடையே உள்ள தீப்பொறி, இடைவெளியை ஒளியுடன் கதிரியக்கப்படுத்தினால் எளிதாக்கப்படுவதை அவர் கவனித்தார். வெளிப்புற ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் விதி 1888 இல் ஸ்டோலெடோவ் என்பவரால் சோதனை ரீதியாக ஆய்வு செய்யப்பட்டது. ஒளிமின்னழுத்த விளைவைப் படிப்பதற்கான வரைபடம் படம் 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.

கத்தோட் மற்றும் அனோட் ஒரு வெற்றிடக் குழாயில் அமைந்துள்ளன, ஏனெனில் உலோக மேற்பரப்பின் சிறிய மாசு எலக்ட்ரான்களின் உமிழ்வை பாதிக்கிறது. கத்தோட் ஒரு குவார்ட்ஸ் ஜன்னல் வழியாக ஒரே வண்ணமுடைய ஒளியால் ஒளிரப்படுகிறது (குவார்ட்ஸ், சாதாரண கண்ணாடி போலல்லாமல், புற ஊதா ஒளியை கடத்துகிறது). அனோட் மற்றும் கேத்தோடிற்கு இடையே உள்ள மின்னழுத்தம் பொட்டென்டோமீட்டரால் சரிசெய்யப்பட்டு வோல்ட்மீட்டரால் அளவிடப்படுகிறது. இரண்டு பேட்டரிகள்மற்றும் , ஒன்றுக்கொன்று இணைக்கப்பட்டுள்ளது, பொட்டென்டோமீட்டரைப் பயன்படுத்தி மின்னழுத்தத்தின் மதிப்பு மற்றும் அடையாளத்தை மாற்ற உங்களை அனுமதிக்கிறது. ஒளி மின்னோட்டத்தின் வலிமை கால்வனோமீட்டரால் அளவிடப்படுகிறது.

படம்.2 இல். மின்னழுத்தத்தின் மீது ஒளிமின்னழுத்த வலிமையின் சார்பு வளைவுகள் கேத்தோடின் வெவ்வேறு வெளிச்சம் மற்றும் () காட்டப்பட்டுள்ளன. இரண்டு நிகழ்வுகளிலும் ஒளியின் அதிர்வெண் ஒன்றுதான்.

எலக்ட்ரானின் சார்ஜ் மற்றும் நிறை எங்கே மற்றும் உள்ளன.

மின்னழுத்தம் அதிகரிக்கும் போது, ​​ஒளிமின்னழுத்தம் அதிகரிக்கிறது, ஏனெனில் எல்லாம் பெரிய எண்ஒளிமின்னணுக்கள் நேர்முனையை அடைகின்றன. ஒளி மின்னோட்டத்தின் அதிகபட்ச மதிப்பு செறிவூட்டல் ஒளி மின்னோட்டம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இது மின்னழுத்த மதிப்புகளுக்கு ஒத்திருக்கிறது, இதில் கேத்தோடிலிருந்து வெளியேறும் அனைத்து எலக்ட்ரான்களும் அனோடை அடையும்: , 1 வினாடியில் கேத்தோடிலிருந்து வெளிப்படும் ஒளிமின்னணுக்களின் எண்ணிக்கை எங்கே.

ஸ்டோலெடோவ் ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் பின்வரும் விதிகளை சோதனை ரீதியாக நிறுவினார்:

இரண்டாவது மற்றும் மூன்றாவது சட்டங்களை விளக்குவதில் கடுமையான சிக்கல்கள் எழுந்தன. மின்காந்தக் கோட்பாட்டின் படி, ஒரு உலோகத்திலிருந்து இலவச எலக்ட்ரான்களை வெளியேற்றுவது அவற்றின் "ஸ்விங்கிங்" விளைவாக இருக்க வேண்டும். மின்சார புலம்அலைகள். உமிழப்படும் எலக்ட்ரான்களின் அதிகபட்ச வேகம் ஏன் ஒளியின் அதிர்வெண்ணைப் பொறுத்தது என்பது தெளிவாகத் தெரியவில்லை. ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் இரண்டாவது மற்றும் மூன்றாவது விதிகளை விளக்குவதில் உள்ள சிரமங்கள், ஒளியின் அலைக் கோட்பாட்டின் உலகளாவிய பொருந்தக்கூடிய தன்மை பற்றிய சந்தேகங்களை எழுப்பியுள்ளன.

ஒளிமின் விளைவுக்கான ஐன்ஸ்டீனின் சமன்பாடு

1905 ஆம் ஆண்டில், ஐன்ஸ்டீன் தனது முன்மொழியப்பட்ட குவாண்டம் கோட்பாட்டைப் பயன்படுத்தி ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் விதிகளை விளக்கினார். பிளாங்க் அனுமானித்தபடி ஒளி அதிர்வெண்ணால் மட்டும் உமிழப்படுவதில்லை, ஆனால் சில பகுதிகளில் (குவாண்டா) பொருளால் உறிஞ்சப்படுகிறது. ஒளி என்பது ஒளியின் வேகத்தில் நகரும் தனித்துவமான ஒளி குவாண்டா (ஃபோட்டான்கள்) நீரோட்டமாகும். குவாண்டம் ஆற்றல் சமம். ஒவ்வொரு குவாண்டமும் ஒரு எலக்ட்ரானால் மட்டுமே உறிஞ்சப்படுகிறது. எனவே, வெளியேற்றப்பட்ட எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கையானது ஒளியின் தீவிரத்திற்கு விகிதாசாரமாக இருக்க வேண்டும் (ஒளிமின் விளைவின் 1வது விதி).

நிகழ்வு ஃபோட்டானின் ஆற்றல் எலக்ட்ரான் உலோகத்தை விட்டு வெளியேறும் வேலையைச் செய்வதற்கும், வெளியேற்றப்பட்ட ஒளிமின்னழுத்தத்திற்கு இயக்க ஆற்றலை வழங்குவதற்கும் செலவிடப்படுகிறது:

(2)

சமன்பாடு (2) வெளிப்புற ஒளிமின்னழுத்த விளைவுக்கான ஐன்ஸ்டீன் சமன்பாடு என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஐன்ஸ்டீனின் சமன்பாடு ஒளிமின் விளைவின் இரண்டாவது மற்றும் மூன்றாவது விதிகளை விளக்குகிறது. இது சமன்பாடு (2) இலிருந்து நேரடியாகப் பின்தொடர்கிறது, நிகழ்வு ஒளியின் அதிர்வெண்ணுடன் அதிகபட்ச இயக்க ஆற்றல் அதிகரிக்கிறது. அதிர்வெண் குறைவதால், இயக்க ஆற்றல் குறைகிறது மற்றும் ஒரு குறிப்பிட்ட அதிர்வெண்ணில் அது பூஜ்ஜியத்திற்கு சமமாகிறது மற்றும் ஒளிமின்னழுத்த விளைவு நிறுத்தப்படும் (). இங்கிருந்து

உறிஞ்சப்பட்ட ஃபோட்டான்களின் எண்ணிக்கை எங்கே.

இந்த வழக்கில், ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் சிவப்பு எல்லை குறைந்த அதிர்வெண்களை நோக்கி மாறுகிறது:

வெளிப்புற ஒளிமின்னழுத்த விளைவுக்கு கூடுதலாக, உள் ஒளி விளைவும் அறியப்படுகிறது. திட மற்றும் திரவ குறைக்கடத்திகள் மற்றும் மின்கடத்தா கதிர்வீச்சு செய்யப்படும்போது, ​​எலக்ட்ரான்கள் பிணைக்கப்பட்ட நிலையில் இருந்து ஒரு கட்டற்ற நிலைக்கு நகரும், ஆனால் வெளியே பறக்காது. இலவச எலக்ட்ரான்களின் இருப்பு ஒளிக்கடத்திக்கு வழிவகுக்கிறது. ஒளிக்கடத்துத்திறன் என்பது ஒளியின் செல்வாக்கின் கீழ் ஒரு பொருளின் மின் கடத்துத்திறன் அதிகரிப்பு ஆகும்.

ஃபோட்டான் மற்றும் அதன் பண்புகள்

குறுக்கீடு, மாறுபாடு மற்றும் துருவமுனைப்பு நிகழ்வுகளை ஒளியின் அலை பண்புகளால் மட்டுமே விளக்க முடியும். இருப்பினும், ஒளிமின்னழுத்த விளைவு மற்றும் வெப்ப கதிர்வீச்சு ஆகியவை கார்பஸ்குலர் மட்டுமே (ஒளியை ஃபோட்டான்களின் ஃப்ளக்ஸ் என்று கருதினால்). ஒளியின் பண்புகளின் அலை மற்றும் குவாண்டம் விளக்கங்கள் ஒன்றையொன்று பூர்த்தி செய்கின்றன. ஒளி ஒரு அலை மற்றும் ஒரு துகள் இரண்டும். அலை மற்றும் கார்பஸ்குலர் பண்புகளுக்கு இடையிலான தொடர்பை நிறுவும் அடிப்படை சமன்பாடுகள் பின்வருமாறு:

மற்றும் அளவுகள் ஒரு துகள் குணாதிசயங்கள், மற்றும் ஒரு அலை.

ஃபோட்டான் வெகுஜனத்தை உறவிலிருந்து (6) காண்கிறோம்: .

ஃபோட்டான் என்பது எப்போதும் ஒளியின் வேகத்தில் நகரும் மற்றும் பூஜ்ஜியத்தின் ஓய்வு நிறை கொண்ட ஒரு துகள் ஆகும். ஃபோட்டான் உந்தம் இதற்கு சமம்: .

காம்ப்டன் விளைவு

மிகவும் முழுமையான கார்பஸ்குலர் பண்புகள் காம்ப்டன் விளைவில் வெளிப்படுகின்றன. 1923 ஆம் ஆண்டில், அமெரிக்க இயற்பியலாளர் காம்ப்டன் பாரஃபின் மூலம் எக்ஸ்-கதிர்களின் சிதறலை ஆய்வு செய்தார், அதன் அணுக்கள் ஒளி.

ஒரு அலைக் கண்ணோட்டத்தில், எக்ஸ்-கதிர்களின் சிதறல் பொருளின் எலக்ட்ரான்களின் கட்டாய அதிர்வுகளால் ஏற்படுகிறது, எனவே சிதறிய ஒளியின் அதிர்வெண் சம்பவ ஒளியின் அதிர்வெண்ணுடன் ஒத்துப்போக வேண்டும். இருப்பினும், சிதறிய ஒளியில் நீண்ட அலைநீளம் காணப்பட்டது. சிதறிய எக்ஸ்-கதிர்களின் அலைநீளம் மற்றும் சிதறல் பொருளின் பொருளைச் சார்ந்தது அல்ல, ஆனால் சிதறலின் திசையைப் பொறுத்தது. முதன்மைக் கற்றையின் திசைக்கும் சிதறிய ஒளியின் திசைக்கும் இடையே உள்ள கோணமாக இருக்கட்டும் , எங்கே (மீ).

இந்த விதி ஒளி அணுக்களுக்கு ( , , , ) எலக்ட்ரான்கள் அணுக்கருவுடன் பலவீனமாக பிணைக்கப்பட்டுள்ளன. எலக்ட்ரான்களுடன் ஃபோட்டான்களின் மீள் மோதல் மூலம் சிதறல் செயல்முறையை விளக்கலாம். எக்ஸ்-கதிர்களுக்கு வெளிப்படும் போது, ​​எலக்ட்ரான்கள் அணுவிலிருந்து எளிதில் பிரிக்கப்படுகின்றன. எனவே, இலவச எலக்ட்ரான்கள் மூலம் சிதறல் கருதலாம். உந்தம் கொண்ட ஒரு ஃபோட்டான் ஒரு நிலையான எலக்ட்ரானுடன் மோதுகிறது மற்றும் அதற்கு ஆற்றலின் ஒரு பகுதியை அளிக்கிறது, மேலும் அதுவே வேகத்தை பெறுகிறது (படம் 3).

படம்.3.

முற்றிலும் மீள் தாக்கத்திற்கு ஆற்றல் மற்றும் உந்தத்தின் பாதுகாப்பு விதிகளைப் பயன்படுத்தி, பின்வரும் வெளிப்பாட்டைப் பெறுகிறோம்: , இது பரிசோதனையுடன் ஒத்துப்போகிறது , இது ஒளியின் கார்பஸ்குலர் கோட்பாட்டை நிரூபிக்கிறது.

ஒளிர்வு, ஒளி ஒளிர்வு மற்றும் அதன் அடிப்படைக் கொள்கைகள்

ஒளிர்வு என்பது ஒரு சமநிலையற்ற கதிர்வீச்சு ஆகும், இது வெப்ப கதிர்வீச்சை விட கொடுக்கப்பட்ட வெப்பநிலையில் அதிகமாக இருக்கும். உடலின் வெப்பத்தால் ஏற்படாத வெளிப்புற தாக்கங்களின் செல்வாக்கின் கீழ் ஒளிர்வு ஏற்படுகிறது. இது ஒரு குளிர் பிரகாசம். தூண்டுதலின் முறையைப் பொறுத்து, அவை வேறுபடுகின்றன: ஒளிமின்னழுத்தம் (ஒளியின் செல்வாக்கின் கீழ்), கெமிலுமினென்சென்ஸ் (வேதியியல் எதிர்வினைகளின் செல்வாக்கின் கீழ்), கத்தோலுமினென்சென்ஸ் (வேகமான எலக்ட்ரான்களின் செல்வாக்கின் கீழ்) மற்றும் எலக்ட்ரோலுமினென்சென்ஸ் (மின்சார புலத்தின் செல்வாக்கின் கீழ்) .

ஒளிர்வு மறைந்தவுடன் உடனடியாக (கள்) நிறுத்தப்படும் வெளிப்புற செல்வாக்கு, ஃப்ளோரசன்ஸ் என்று அழைக்கப்படுகிறது. வெளிப்பாடு முடிந்த பிறகு s-க்குள் ஒளிர்வு மறைந்துவிட்டால், அது பாஸ்போரெசென்ஸ் எனப்படும்.

ஒளிரும் பொருட்கள் பாஸ்பர்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. இவற்றில் யுரேனியம், அரிய பூமிகள், அத்துடன் இணைந்த அமைப்புகள், மாற்றுப் பிணைப்புகள், நறுமண கலவைகள்: ஃப்ளோரசெசின், பென்சீன், நாப்தலீன், ஆந்த்ராசீன் ஆகியவை அடங்கும்.

ஃபோட்டோலுமினென்சென்ஸ் ஸ்டோக்ஸின் சட்டத்திற்குக் கீழ்ப்படிகிறது: உற்சாகமான ஒளியின் அதிர்வெண் உமிழப்படும் அதிர்வெண்ணை விட அதிகமாக உள்ளது , உறிஞ்சப்பட்ட ஆற்றலின் ஒரு பகுதி வெப்பமாக மாறும் இடம்.

ஒளிர்வின் முக்கிய பண்பு குவாண்டம் விளைச்சல் என்பது உறிஞ்சப்பட்ட குவாண்டாவின் எண்ணிக்கை மற்றும் வெளியேற்றப்பட்ட குவாண்டாவின் எண்ணிக்கைக்கு சமமான விகிதமாகும். குவாண்டம் விளைச்சல் 1 க்கு அருகில் இருக்கும் பொருட்கள் உள்ளன (உதாரணமாக, ஃப்ளோரசெசின்). ஆந்த்ராசீன் குவாண்டம் விளைச்சல் 0.27.

ஒளிர்வு நிகழ்வு நடைமுறையில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, ஒளிரும் பகுப்பாய்வு என்பது ஒரு பொருளின் கலவையை அதன் சிறப்பியல்பு பளபளப்பால் தீர்மானிக்கும் ஒரு முறையாகும். இந்த முறை மிகவும் உணர்திறன் கொண்டது (தோராயமாக ) அசுத்தங்களின் நிமிட அளவைக் கண்டறியும் மற்றும் வேதியியல், உயிரியல், மருத்துவம் மற்றும் உணவுத் துறைகளில் துல்லியமான ஆராய்ச்சிக்காகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

ஒளிரும் குறைபாடு கண்டறிதல் இயந்திர பாகங்களின் மேற்பரப்பில் மிகச்சிறந்த விரிசல்களைக் கண்டறிய உங்களை அனுமதிக்கிறது (ஆய்வு செய்யப்படும் மேற்பரப்பு ஒரு ஒளிரும் கரைசலுடன் மூடப்பட்டிருக்கும், இது அகற்றப்பட்ட பிறகு, விரிசல்களில் உள்ளது).

பாஸ்பர்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன ஒளிரும் விளக்குகள், ஆப்டிகல் குவாண்டம் ஜெனரேட்டர்களின் செயலில் உள்ள ஊடகம் மற்றும் எலக்ட்ரான்-ஆப்டிகல் மாற்றிகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பல்வேறு சாதனங்களுக்கு ஒளிரும் குறிகாட்டிகளை உருவாக்க பயன்படுகிறது.

இரவு பார்வை சாதனங்களின் இயற்பியல் கோட்பாடுகள்

சாதனத்தின் அடிப்படையானது எலக்ட்ரான்-ஆப்டிகல் மாற்றி (EOC) ஆகும், இது ஐஆர் கதிர்களில் கண்ணுக்குத் தெரியாத ஒரு பொருளின் படத்தை ஒரு புலப்படும் படமாக மாற்றுகிறது (படம் 4).

படம்.4.

1 – ஒளிக்கோடு, 2 – எலக்ட்ரான் லென்ஸ், 3 – ஒளிரும் திரை,

அகச்சிவப்பு கதிர்வீச்சுபொருளில் இருந்து ஒளிமின்னழுத்த உமிழ்வை ஃபோட்டோகேடோடின் மேற்பரப்பில் இருந்து உண்டாக்குகிறது, மேலும் பிந்தையவற்றின் வெவ்வேறு பகுதிகளிலிருந்து உமிழ்வின் அளவு அதன் மீது திட்டமிடப்பட்ட படத்தின் பிரகாச விநியோகத்திற்கு ஏற்ப மாறுகிறது. ஃபோட்டோஎலக்ட்ரான்கள் ஃபோட்டோகேடோட் மற்றும் திரைக்கு இடையில் உள்ள பகுதியில் உள்ள மின்புலத்தால் துரிதப்படுத்தப்படுகின்றன, எலக்ட்ரான் லென்ஸால் கவனம் செலுத்தப்பட்டு, திரையில் குண்டு வீசுகிறது, இதனால் அது ஒளிரும். திரையின் தனிப்பட்ட புள்ளிகளின் பளபளப்பின் தீவிரம் ஃபோட்டோ எலக்ட்ரான்களின் ஃப்ளக்ஸ் அடர்த்தியைப் பொறுத்தது, இதன் விளைவாக பொருளின் புலப்படும் படம் திரையில் தோன்றும்.

பிளாங்கின் கருதுகோள், சிக்கலை அற்புதமாக தீர்த்தது வெப்ப கதிர்வீச்சுகறுப்பு உடல், ஒளிமின்னழுத்த விளைவை விளக்குவதில் உறுதிப்படுத்தப்பட்டு மேலும் மேம்படுத்தப்பட்டது, இந்த நிகழ்வு அதன் கண்டுபிடிப்பு மற்றும் ஆய்வு முக்கிய பங்கு வகித்தது முக்கிய பங்குகுவாண்டம் கோட்பாட்டின் வளர்ச்சியில். 1887 ஆம் ஆண்டில், ஜி. ஹெர்ட்ஸ் எதிர்மறை மின்முனையானது புற ஊதாக் கதிர்களால் ஒளிரும் போது, ​​மின்முனைகளுக்கு இடையே வெளியேற்றம் குறைந்த மின்னழுத்தத்தில் நிகழ்கிறது என்பதைக் கண்டறிந்தார். இந்த நிகழ்வு, V. கால்வாக்ஸ் (1888) மற்றும் ஏ.ஜி ஆகியோரின் சோதனைகளால் காட்டப்பட்டுள்ளது. ஸ்டோலெடோவ் (1888-1890), ஒளியின் செல்வாக்கின் கீழ் மின்முனையிலிருந்து எதிர்மறை கட்டணங்களைத் தட்டுவதன் காரணமாக. எலக்ட்ரான் இன்னும் கண்டுபிடிக்கப்படவில்லை. 1898 வரை ஜே.ஜே. தாம்சன் மற்றும் எஃப். லியோனார்ட், உடலால் வெளிப்படும் துகள்களின் குறிப்பிட்ட கட்டணத்தை அளந்து, இவை எலக்ட்ரான்கள் என்று நிறுவினர்.

வெளிப்புற, உள், கேட் மற்றும் மல்டிஃபோட்டான் ஃபோட்டோ எஃபெக்ட்கள் உள்ளன.

வெளிப்புற ஒளி விளைவு மின்காந்த கதிர்வீச்சின் செல்வாக்கின் கீழ் ஒரு பொருளால் எலக்ட்ரான்களின் உமிழ்வு ஆகும். வெளிப்புற ஒளி விளைவுஇல் கவனிக்கப்பட்டது திடப்பொருட்கள்(உலோகங்கள், குறைக்கடத்திகள், மின்கடத்தா), அத்துடன் தனிப்பட்ட அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகளில் உள்ள வாயுக்களில் (ஃபோட்டோயோனைசேஷன்).

உள் ஒளிமின் விளைவு - இவை மின்காந்த கதிர்வீச்சினால் ஏற்படும் மின்காந்தக் கதிர்வீச்சினால் ஏற்படும் குறைக்கடத்தி அல்லது மின்கடத்தாவிற்குள் இருக்கும் எலக்ட்ரான்கள், வெளியில் தப்பாமல் கட்டற்ற நிலைகளுக்கு மாறுதல் ஆகும். இதன் விளைவாக, உடலுக்குள் தற்போதைய கேரியர்களின் செறிவு அதிகரிக்கிறது, இது ஒளிக்கடத்தியின் நிகழ்வுக்கு வழிவகுக்கிறது (ஒரு குறைக்கடத்தி அல்லது மின்கடத்தா ஒளிரும் போது மின் கடத்துத்திறன் அதிகரிப்பு) அல்லது நிகழ்வுக்கு மின்னோட்ட விசை(EMF).

வால்வு ஒளி விளைவு உள் ஒளிமின்னழுத்த விளைவு ஒரு வகை - இது இரண்டு வெவ்வேறு குறைக்கடத்திகள் அல்லது ஒரு குறைக்கடத்தி மற்றும் ஒரு உலோக (வெளிப்புற மின்சார புலம் இல்லாத நிலையில்) தொடர்பு ஒளிரும் போது emf (புகைப்பட emf) நிகழ்வு ஆகும். கேட் ஃபோட்டோ எஃபெக்ட் நேரடி மாற்றத்திற்கான வழியைத் திறக்கிறது சூரிய ஆற்றல்மின்சாரத்திற்கு.

மல்டிஃபோட்டான் ஒளிமின்னழுத்த விளைவு ஒளியின் தீவிரம் மிக அதிகமாக இருந்தால் (உதாரணமாக, லேசர் கற்றைகளைப் பயன்படுத்தும் போது) சாத்தியமாகும். இந்த வழக்கில், ஒரு உலோகத்தால் உமிழப்படும் எலக்ட்ரான் ஒரே நேரத்தில் ஆற்றலை ஒன்றிலிருந்து அல்ல, ஆனால் பல ஃபோட்டான்களிலிருந்து பெற முடியும்.

முதலில் அடிப்படை ஆராய்ச்சிஒளிமின்னழுத்த விளைவு ரஷ்ய விஞ்ஞானி ஏ.ஜி. ஸ்டோலெடோவ். திட்ட வரைபடம்ஒளிமின்னழுத்த விளைவை ஆய்வு செய்ய படம் காட்டப்பட்டுள்ளது. 2.1

இரண்டு மின்முனைகள் (கேத்தோடு TOஆய்வு மற்றும் நேர்மின்வாயின் கீழ் உள்ள பொருளிலிருந்து ஏ, ஸ்டோலெடோவ் ஒரு உலோக கண்ணியைப் பயன்படுத்தினார்) ஒரு வெற்றிடக் குழாயில் பேட்டரியுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, இதனால் ஒரு பொட்டென்டோமீட்டரைப் பயன்படுத்துகிறது. ஆர்நீங்கள் மதிப்பை மட்டுமல்ல, அவர்களுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் மின்னழுத்தத்தின் அடையாளத்தையும் மாற்றலாம். கேத்தோடானது ஒற்றை நிற ஒளியுடன் (குவார்ட்ஸ் கண்ணாடி மூலம்) ஒளிரும் போது உருவாகும் மின்னோட்டம் சுற்றுடன் இணைக்கப்பட்ட ஒரு மில்லிமீட்டர் மூலம் அளவிடப்படுகிறது.

1899 ஆம் ஆண்டில், ஜே. ஜே. தாம்சன் மற்றும் எஃப். லெனார்ட் ஆகியோர் ஒளிமின்னழுத்த விளைவில், ஒளி எலக்ட்ரான்களை பொருளிலிருந்து வெளியேற்றுகிறது என்பதை நிரூபித்தார்கள்.

ஒளிமின் விளைவின் தற்போதைய மின்னழுத்த பண்பு (வோல்ட்-ஆம்பியர் பண்பு) - ஒளி மின்னோட்ட சார்பு ஐ, மின்னழுத்தத்திலிருந்து எலக்ட்ரான்களின் ஓட்டத்தால் உருவானது, படம் காட்டப்பட்டுள்ளது. 2.2

இந்த சார்பு இரண்டு வெவ்வேறு கேத்தோடு கதிர்வீச்சுகளுக்கு ஒத்திருக்கிறது (ஒளி அதிர்வெண் இரண்டு நிகழ்வுகளிலும் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும்). நீங்கள் அதிகரிக்கும் போது யுஒளி மின்னோட்டம் படிப்படியாக அதிகரிக்கிறது, அதாவது. ஒளிமின்னணுக்களின் எண்ணிக்கை அதிகரித்து அனோடை அடைகிறது. வளைவுகளின் தட்டையான தன்மை, எலக்ட்ரான்கள் கேத்தோடிலிருந்து வெவ்வேறு வேகத்தில் வெளிவருவதைக் காட்டுகிறது.

அதிகபட்ச மதிப்பு செறிவு ஒளி மின்னோட்டம்இந்த மின்னழுத்த மதிப்பால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது யு, இதில் கேத்தோடால் உமிழப்படும் அனைத்து எலக்ட்ரான்களும் அனோடை அடையும்:

எங்கே n- 1 வினாடியில் கேத்தோடால் உமிழப்படும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை.

தற்போதைய மின்னழுத்த பண்பிலிருந்து இது பின்வருமாறு, மணிக்கு யு= 0 ஒளி மின்னோட்டம் மறைந்துவிடாது. இதன் விளைவாக, கேத்தோடிலிருந்து வெளியேற்றப்பட்ட எலக்ட்ரான்கள் ஒரு குறிப்பிட்ட ஆரம்ப வேகம் υ, எனவே பூஜ்ஜியமற்ற இயக்க ஆற்றல், எனவே அவை வெளிப்புற புலம் இல்லாமல் கேத்தோடை அடைய முடியும். ஒளி மின்னோட்டம் பூஜ்ஜியமாக மாற, விண்ணப்பிக்க வேண்டியது அவசியம் வைத்திருக்கும் மின்னழுத்தம் . எலெக்ட்ரான்கள் எதுவும், கேத்தோடிலிருந்து வெளியேறும் போது அதிகபட்ச வேகம் கொண்டவை கூட, ரிடார்டிங் புலத்தை கடந்து நேர்மின்முனையை அடையலாம். எனவே,

1887 ஆம் ஆண்டில், ஹென்ரிச் ருடால்ஃப் ஹெர்ட்ஸ் ஒளிமின்னழுத்த விளைவு என்று அழைக்கப்படும் ஒரு நிகழ்வைக் கண்டுபிடித்தார். அவர் அதன் சாராம்சத்தை பின்வருமாறு வரையறுத்தார்:

பாதரச விளக்கின் ஒளி சோடியம் உலோகத்தின் மீது செலுத்தப்பட்டால், அதன் மேற்பரப்பில் இருந்து எலக்ட்ரான்கள் வெளியேறும்.

ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் நவீன உருவாக்கம் வேறுபட்டது:

ஒளி குவாண்டா ஒரு பொருளின் மீது விழும்போது, ​​அதன் பின்னர் உறிஞ்சப்படும்போது, ​​சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்கள் பொருளில் பகுதி அல்லது முழுமையாக வெளியிடப்படும்.

வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், ஒளி ஃபோட்டான்கள் உறிஞ்சப்படும் போது, ​​பின்வருபவை கவனிக்கப்படுகின்றன:

1. பொருளிலிருந்து எலக்ட்ரான்களின் உமிழ்வு
2. ஒரு பொருளின் மின் கடத்துத்திறனில் மாற்றம்
3. வெவ்வேறு கடத்துத்திறன் கொண்ட ஊடகங்களின் இடைமுகத்தில் புகைப்படம்-EMF தோற்றம் (உதாரணமாக, உலோக-குறைக்கடத்தி)

தற்போது, ​​ஒளிமின்னழுத்த விளைவுகளில் மூன்று வகைகள் உள்ளன:

1. உள் ஒளி விளைவு. இது குறைக்கடத்திகளின் கடத்துத்திறனை மாற்றுவதைக் கொண்டுள்ளது. இது ஃபோட்டோரெசிஸ்டர்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது எக்ஸ்ரே மற்றும் புற ஊதா டோசிமீட்டர்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் மருத்துவ சாதனங்கள் (ஆக்ஸிமீட்டர்) மற்றும் தீ அலாரங்களிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
2. வால்வு ஒளி விளைவு. இது பொருட்களின் இடைமுகத்தில் புகைப்பட-EMF நிகழ்வைக் கொண்டுள்ளது பல்வேறு வகையானகடத்துத்திறன், ஒரு மின்சார புலம் மூலம் மின்சார சார்ஜ் கேரியர்களைப் பிரிப்பதன் விளைவாக. இது சூரிய மின்கலங்கள், செலினியம் போட்டோசெல்கள் மற்றும் ஒளி அளவை பதிவு செய்யும் சென்சார்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
3. வெளிப்புற ஒளி விளைவு. முன்னர் குறிப்பிட்டபடி, இது மின்காந்த கதிர்வீச்சின் குவாண்டாவின் செல்வாக்கின் கீழ் ஒரு பொருளை வெற்றிடமாக விட்டுச் செல்லும் எலக்ட்ரான்களின் செயல்முறையாகும்.

வெளிப்புற ஒளிமின்னழுத்த விளைவு விதிகள்.

அவை 20 ஆம் நூற்றாண்டின் தொடக்கத்தில் பிலிப் லெனார்ட் மற்றும் அலெக்சாண்டர் கிரிகோரிவிச் ஸ்டோலெடோவ் ஆகியோரால் நிறுவப்பட்டன. இந்த விஞ்ஞானிகள் வெளியேற்றப்பட்ட எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கையையும் அவற்றின் வேகத்தையும் பயன்படுத்தப்பட்ட கதிர்வீச்சின் தீவிரம் மற்றும் அதிர்வெண்ணின் செயல்பாடாக அளவிட்டனர்.

முதல் சட்டம் (ஸ்டோலெடோவின் சட்டம்):

செறிவூட்டல் ஒளி மின்னோட்டத்தின் வலிமை ஒளிரும் ஃப்ளக்ஸ்க்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாகும், அதாவது. பொருள் மீது நிகழ்வு கதிர்வீச்சு.

தத்துவார்த்த உருவாக்கம்:மின்முனைகளுக்கு இடையே உள்ள மின்னழுத்தம் பூஜ்ஜியமாக இருக்கும்போது, ​​ஒளிமின்னழுத்தம் பூஜ்ஜியமாக இருக்காது. உலோகத்தை விட்டு வெளியேறிய பிறகு, எலக்ட்ரான்களுக்கு இயக்க ஆற்றல் உள்ளது என்பதன் மூலம் இது விளக்கப்படுகிறது. அனோட் மற்றும் கேத்தோடிற்கு இடையே மின்னழுத்தம் இருந்தால், மின்னழுத்தம் அதிகரிக்கும் போது ஒளிமின்னழுத்த வலிமை அதிகரிக்கிறது, மேலும் ஒரு குறிப்பிட்ட மின்னழுத்த மதிப்பில் மின்னோட்டம் அதன் அதிகபட்ச மதிப்பை (செறிவு ஒளிச்சேர்க்கை) அடைகிறது. இதன் பொருள் மின்காந்த கதிர்வீச்சின் செல்வாக்கின் கீழ் ஒவ்வொரு நொடியும் கேத்தோடால் உமிழப்படும் அனைத்து எலக்ட்ரான்களும் மின்னோட்டத்தை உருவாக்குவதில் பங்கேற்கின்றன. துருவமுனைப்பு தலைகீழாக மாறும்போது, ​​மின்னோட்டம் குறைந்து விரைவில் பூஜ்ஜியமாக மாறும். இங்கே எலக்ட்ரான் இயக்க ஆற்றல் காரணமாக ரிடார்டிங் புலத்திற்கு எதிராக செயல்படுகிறது. கதிர்வீச்சு தீவிரம் அதிகரிக்கும் போது (ஃபோட்டான்களின் எண்ணிக்கை அதிகரிக்கிறது), உலோகத்தால் உறிஞ்சப்படும் ஆற்றல் குவாண்டாவின் எண்ணிக்கை அதிகரிக்கிறது, எனவே உமிழப்படும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை அதிகரிக்கிறது. இதன் பொருள் ஒளிரும் ஃப்ளக்ஸ் அதிகமாக இருந்தால், செறிவூட்டல் ஒளி மின்னோட்டம் அதிகமாகும்.

I f us ~ F, I f us = k F

k - விகிதாசார குணகம். உணர்திறன் உலோகத்தின் தன்மையைப் பொறுத்தது. ஒளிமின் விளைவுக்கான உலோகத்தின் உணர்திறன் ஒளியின் அதிர்வெண்ணுடன் அதிகரிக்கிறது (அலைநீளம் குறையும் போது).

சட்டத்தின் இந்த வார்த்தை தொழில்நுட்பமானது. வெற்றிட ஒளிமின்னழுத்த சாதனங்களுக்கு இது செல்லுபடியாகும்.

உமிழப்படும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை அதன் நிலையான நிறமாலை கலவையுடன் சம்பவ ஃப்ளக்ஸின் அடர்த்திக்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாகும்.

இரண்டாவது சட்டம் (ஐன்ஸ்டீனின் சட்டம்):

ஒளிமின்னழுத்தத்தின் அதிகபட்ச ஆரம்ப இயக்க ஆற்றல், சம்பவ கதிர்வீச்சுப் பாய்வின் அதிர்வெண்ணுக்கு விகிதாசாரமாகும் மற்றும் அதன் தீவிரத்தைச் சார்ந்து இருக்காது.

E kē = => ~ hυ

மூன்றாவது சட்டம் ("சிவப்பு எல்லை" சட்டம்):

ஒவ்வொரு பொருளுக்கும் குறைந்தபட்ச அதிர்வெண் அல்லது அதிகபட்ச அலைநீளம் உள்ளது, அதைத் தாண்டி ஒளிமின் விளைவு இல்லை.

இந்த அதிர்வெண் (அலைநீளம்) ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் "சிவப்பு விளிம்பு" என்று அழைக்கப்படுகிறது.

இவ்வாறு, பொருளில் இருந்து எலக்ட்ரானின் வேலை செயல்பாடு மற்றும் சம்பவ ஃபோட்டான்களின் ஆற்றலைப் பொறுத்து கொடுக்கப்பட்ட பொருளுக்கு ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் நிலைமைகளை அவர் நிறுவுகிறார்.

ஃபோட்டான் ஆற்றல் பொருளில் இருந்து எலக்ட்ரானின் வேலை செயல்பாட்டை விட குறைவாக இருந்தால், ஒளிமின்னழுத்த விளைவு இல்லை. ஃபோட்டான் ஆற்றல் வேலை செயல்பாட்டை மீறினால், ஃபோட்டான் உறிஞ்சப்பட்ட பிறகு அதன் அதிகப்படியான ஒளிமின்னணுவின் ஆரம்ப இயக்க ஆற்றலுக்கு செல்கிறது.

ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் விதிகளை விளக்குவதற்கு அதைப் பயன்படுத்துதல்.

ஒளிமின்னழுத்த விளைவுக்கான ஐன்ஸ்டீனின் சமன்பாடு ஆற்றல் பாதுகாப்பு மற்றும் மாற்றத்தின் விதியின் ஒரு சிறப்பு வழக்கு. அவர் தனது கோட்பாட்டை இன்னும் புதிய குவாண்டம் இயற்பியலின் விதிகளை அடிப்படையாகக் கொண்டார்.

ஐன்ஸ்டீன் மூன்று முன்மொழிவுகளை வகுத்தார்:

1. ஒரு பொருளின் எலக்ட்ரான்களுக்கு வெளிப்படும் போது, ​​நிகழ்வு ஃபோட்டான்கள் முழுமையாக உறிஞ்சப்படுகின்றன.
2. ஒரு ஃபோட்டான் ஒரு எலக்ட்ரானுடன் மட்டுமே தொடர்பு கொள்கிறது.
3. ஒரு உறிஞ்சப்பட்ட ஃபோட்டான் ஒரு குறிப்பிட்ட E kē உடன் ஒரே ஒரு ஒளிமின்னணு வெளியீட்டிற்கு பங்களிக்கிறது.

ஃபோட்டான் ஆற்றல் பொருளில் இருந்து எலக்ட்ரானின் வேலை செயல்பாடு (Aout) மற்றும் அதன் ஆரம்ப இயக்க ஆற்றலில் செலவழிக்கப்படுகிறது, எலக்ட்ரான் பொருளின் மேற்பரப்பில் இருந்து வெளியேறினால் அதிகபட்சமாக இருக்கும்.

E kē = hυ - ஒரு வெளியீடு

நிகழ்வு கதிர்வீச்சின் அதிர்வெண் அதிகமானால், ஃபோட்டான்களின் ஆற்றல் அதிகமாகும் மற்றும் ஒளிமின்னணுக்களின் ஆரம்ப இயக்க ஆற்றலுக்கு (வேலை செயல்பாடு கழித்தல்) அதிகமாக இருக்கும்.

கதிர்வீச்சு மிகவும் தீவிரமானது, அதிக ஃபோட்டான்கள் ஒளிப் பாய்ச்சலுக்குள் நுழைகின்றன, மேலும் எலக்ட்ரான்கள் பொருளிலிருந்து தப்பித்து ஒளி மின்னோட்டத்தை உருவாக்குவதில் பங்கேற்கலாம். அதனால்தான் செறிவூட்டல் ஒளி மின்னோட்டத்தின் வலிமை ஒளிரும் பாயத்திற்கு விகிதாசாரமாக உள்ளது (I f us ~ F). இருப்பினும், ஆரம்ப இயக்க ஆற்றல் தீவிரத்தை சார்ந்தது அல்ல, ஏனெனில் ஒரு எலக்ட்ரான் ஒரு ஃபோட்டானின் ஆற்றலை மட்டுமே உறிஞ்சுகிறது.