International scientific journal
“Interpretation and researches”
Volume 2 issue 2 (24) | ISSN: 2181-4163 | Impact Factor: 8.2
277
FOTOELEMENTLARNING INSON HAYOTIDAGI O‘RNI
Ismoilova Davlatxon Ahrorovna
Toshmatova Òktamxon Ahrorjonovna
Uchko‘prik 1-son kasb hunar maktabi fizika fani o‘qituvchisi
Annotatsiya:
ushbu maqola hozirgi fotoelementlarning inson hayotidagi o'rni
haqida tayyorlangan. Maqolada hozirgi kunda insonlarning hayotida muhim o’rin
egallab uhgirgan elektronika haqida ma’lumotlar yozilgan.
Kalit so’zlar:
Fotoelement, fotoeffekt, Fotosel, volt-amper xatakteristika,
fotorezistorlar, golay hujayrasi.
Ma’lumki, yarimo’tkazgichli fotoelementlarning quyosh energiyasini to’g’ridan
to’g’ri elektr energiyasiga aylantira olish imkoniyatidan dastlab kosmik qurilmalarni
energiya bilan ta’minlash masalasini hal etishda qo’llangan.
Hozirgi kunda esa fotoelementlar kundalik hayotimizda ham keng qo’llanib
kelinmoqda. Lekin fotoelementlarning foydali ish koeffitsiyenti o’rtacha 16% ni
tashkil etgani sababli ularning samaradorligini oshirish borasida qizg’in ilmiy-amaliy
tadqiqot ishlari olib borilmoqda. Quyosh elementlarining ishlash prinsipi ventil
fotoeffektga asoslangan bo’lib, bu tushuncha turli tarkibli tuzilmani yoritish
natijasida unda elektr yurituvchi kuchning hosil bo’lishini ifodalaydi.
Bugungi kunda sohada elektron ko'rinishga ega o'n minglab avtomatik
mashinalar mavjud. Ularda elektron ko'z sifatida fotoelementlar mavjud. Ushbu
qurilmalarning ishlashi fotoelektrga asoslangan. Ushbu hodisani kashf etish tarixi 100
yil oldin boshlangan.
Fotoelementlarlarning ta'sirini ishlab chiqarilgan xususiyatlar va funktsiyalarga
bog'liq bo'lgan bir necha turlarga bo'lish mumkin. Misol tariqasida shularni aytib
o’tish mumkin:
• Tashqi foto effekt. Uning boshqa nomi - fotoelektron emissiya. Tashqi
fotoeffekt paydo bo'lganda, moddaning chegaralaridan qochib ketadigan elektronlar
fotoelektronlar deb ataladi. Bu holda fotoelektronlar tomonidan hosil qilingan elektr
toki, tashqi elektr maydon bo'ylab tartibli harakat bilan, fototok deb ataladi.
• Ichki foto effekt. Bu materialning elektr o'tkazuvchanligiga ta'sir qiladi. Ushbu
effekt elektronlarning umumiy (suyuq yoki qattiq) va energiya holatiga qarab
dielektriklar va yarimo'tkazgichlar bo'yicha qayta taqsimlanganda paydo bo'ladi.
Qayta taqsimlash hodisasi yorug'lik oqimi ta'sirida sodir bo'ladi. Faqatgina bunday
harakat
bilan
moddaning
elektr
o'tkazuvchanligi
oshadi,
ya'ni
fotono'tkazuvchanlikning ta'siri paydo bo'ladi.
International scientific journal
“Interpretation and researches”
Volume 2 issue 2 (24) | ISSN: 2181-4163 | Impact Factor: 8.2
278
• Vana fotoelektr effekti. Ushbu effekt fotoelektronlarning o'z tanalaridan
boshqa jismlarga (qattiq yarimo'tkazgichlar) yoki elektrolitlarga (suyuqlik) o'tishi deb
ataladi.
Vakuum elementlari tashqi fotoelektr asosida ishlaydi. Ular shisha kolbalar
shaklida ishlab chiqariladi. Ularning ichki yuzasining bir qismi eng nozik metall
qatlami bilan qoplangan. Ushbu kichik qalinlik past ish oqimiga imkon beradi.
Kolbadagi oyna shaffof va yorug'likka imkon beradi.
Lampochka ichida joylashgan disk yoki simli halqa anodi fotoelektronlarni
ushlaydi. Anod ijobiy quvvat o'tkazgichiga ulanganda zanjir yopiladi va u orqali
elektr toki oqadi. Ya'ni vakuum elementlari o'rni almashtirishi mumkin.
O'rnimizni va fotoelementlarni birlashtirib, masalan, metroga kiraverishda turli
xil elektron ko'rish moslamalarini yaratish mumkin. Tashqi fotoelektr effekti
sanoatdagi ko'plab texnologik jarayonlarga singib ketgan va bu muhim fizik kashfiyot,
ishlab chiqarishda avtomatlashtirishni muvaffaqiyatli rivojlanishining kalitidir.
Qurilma va ishlash printsipi haqida gapiradigan bo’sak, yaxshi tozalangan rux
plitasi, mis, sezgir galvanometr batareyalar zanjiriga kiritilgan holda ishlaydi.
Plastinka ultrabinafsha nurlar bilan yoritilganda, zanjirda elektr toki hosil bo'ladi.
Shunday qilib, yorug'lik metalldan elektronlarni uradi. Ushbu hodisa fotoelektr
effekti deb ataladi.
Biz ultrabinafsha nurlarini ushlaydigan nurlar yo'liga stakan qo'yamiz.
Devredeki oqim to'xtaydi.
Vakuum shishasi. Uning ichki yuzasining bir qismi ishqoriy metallning yupqa
qatlami bilan qoplangan. Bu katod. Metall uzuk anod bo'lib xizmat qiladi.
Keling, keskinlikni oshiraylik. O'chirishda oqim yo'q. Endi biz elementni
yoqamiz, oqim paydo bo'ladi. Voltani chiqargandan so'ng, oqim kamayadi, lekin
nolga teng emas. Voltning oshishi bilan fototok kuchayadi va to'yinganlikka etadi.
Kuchlanish bo'lmasa, zanjirda oqim mavjud. Fototokni to'xtatish uchun anodga
salbiy kechikish potentsialini etkazib berish kerak.
Elektr maydoni fotoelektronlarni sekinlashtiradi va ularni katodga qaytaradi.
Yorug'lik manbai yaqinlashganda yorug'lik oqimi ortadi. Doygunlik fototoki ham
oshadi. Doygunlik fototoki yorug'lik oqimiga to'g'ri proportsionaldir. Bu fotoelektr
ta'sirining birinchi qonuni.
Yorug'likning to'lqin uzunligi fotoelektrda qanday rol o'ynashini bilib olaylik.
Moviy filtrni o'rnating. Bunday holda, oqim mavjud. Yashil filtr bilan oqim kamayadi.
Sariq filtr bilan oqim yo'q. Har bir modda uchun ma'lum bir chegara chastotasi
mavjud, undan pastda fotoeffekt bo'lmaydi. Bu fotoelektrning uzun to'lqin
uzunlikdagi qirrasi.
International scientific journal
“Interpretation and researches”
Volume 2 issue 2 (24) | ISSN: 2181-4163 | Impact Factor: 8.2
279
Agar siz yorug'lik oqimini past chastotalarda ko'paytirsangiz, foto effekt
bo'lmaydi. Ushbu hodisani qanday izohlash mumkin? Olimlar isitiladigan jismlarning
nurlanish spektridagi energiyaning taqsimlanishini o'rganishdi.
Olimlar, shuningdek, yorug'lik chiqariladi, tarqaladi va qismlarga singdiriladi -
energiya kvantlari, fotonlar degan xulosaga kelishdi. Metall tarkibidagi valentlik
elektronlari erkin. Foton yutilganda energiya elektronning ishlash funktsiyasiga va
uning kinetik energiyasiga ketadi. Eynshteyn tenglamasi fotoelektrning 2-qonunining
ma'nosini ochib beradi.
Fotoelektronning kinetik energiyasi yorug'lik chastotasi bilan aniqlanadi.
Yorug'lik metall bilan o'zaro ta'sirlashganda biz tashqi fotoeffektni kuzatdik.
Olimlarning tajribasi sxemasi tashqi fotoelektrga asoslangan qurilmalar uchun
prototip bo'lib xizmat qildi.
Moddaning nurga sezgir qatlami va halqasimon anot vakuumda yoki gaz bilan
to'ldirilgan kolbada joylashgan. Sanoat tomonidan ishlab chiqarilgan fotoelementlar
ushbu printsip asosida joylashtirilgan.
Xususiyatlari yorug'lik ta'sirida o'zgarib turadigan katta elementlar guruhi
mavjud. Ular yarim o'tkazgichlardir. Ularning asosida ichki fotoelektrik effekt deb
ataladigan yorug'lik sezgir qurilmalari yaratildi.
Olimlar, shuningdek, yorug'lik chiqariladi, tarqaladi va qismlarga singdiriladi -
energiya kvantlari, fotonlar degan xulosaga kelishdi. Metall tarkibidagi valentlik
elektronlari erkin. Foton yutilganda energiya elektronning ishlash funktsiyasiga va
uning kinetik energiyasiga tushadi. Eynshteyn tenglamasi fotoelektrning 2-
qonunining ma'nosini ochib beradi.
Fotoelektronning kinetik energiyasi yorug'lik chastotasi bilan aniqlanadi.
Yorug'lik metall bilan o'zaro ta'sirlashganda biz tashqi fotoeffektni kuzatdik.
Olimlarning tajribasi sxemasi tashqi fotoelektrdan foydalanadigan qurilmalar uchun
prototip bo'lib xizmat qildi.
Moddaning nurga sezgir qatlami va halqasimon anot vakuumda yoki gaz bilan
to'ldirilgan kolbada joylashgan. Sanoat tomonidan ishlab chiqarilgan fotoelementlar
ushbu printsip asosida joylashtirilgan.
Xususiyatlari yorug'lik ta'sirida o'zgarib turadigan katta elementlar guruhi
mavjud. Ular yarim o'tkazgichlardir. Ularning asosida ichki fotoelektrik effekt deb
ataladigan yorug'lik sezgir qurilmalari yaratildi. Yorug'lik ta'sirida tashuvchilar paydo
bo'ladi, o'tkazuvchanlik keskin oshadi va zanjirdagi oqim kuchayadi.
Juda toza yarim o'tkazgichlarning o'tkazuvchanligi past. Uni boshqa element
qo'shilishi bilan oshirish mumkin. Masalan, mishyak atomlarini qo'shaylik. Ular
yuqori valentlikka ega. Bunday holda, ba'zi elektronlar bo'sh. Ularning yordami bilan
o'tkazuvchanlik kuchayadi. Ushbu nopoklik n-turdagi materialni beradi. Indiumning
pastki valentligi bor. U teshiklarni ko'paytirib, kremniydagi elektronlarni ushlaydi.
International scientific journal
“Interpretation and researches”
Volume 2 issue 2 (24) | ISSN: 2181-4163 | Impact Factor: 8.2
280
Supero'tkazuvchilar teshikka o'xshash bo'ladi. Ushbu nopoklik p tipidagi materialni
beradi.
Ikkita yarimo'tkazgichni n-va p-tipli birlashtiramiz. Chegarada to'lovlarni qayta
taqsimlash sodir bo'ladi. Teshiklar p-mintaqaga kiradi va elektronlar n-hududga
chegarada elektr maydon paydo bo'lguncha kiradi, bu esa qayta taqsimlanishiga
to'sqinlik qiladi. Bu pn birikmasi deb ataladigan ikki qavatli zaryad hosil qiladi.
Fotoelektrik effekt tufayli yorug‘lik ta’sirida elektronlar va teshiklar paydo
bo‘ladi. Potentsial farq paydo bo'ladi. Agar elektron yopiq bo'lsa, elektr toki paydo
bo'ladi. Ushbu effekt yorug'lik energiyasini to'g'ridan-to'g'ri elektr energiyasiga
aylantirish uchun ishlatilishi mumkin. Ushbu printsipga ko'ra, yorug'lik energiyasini
elektr energiyasiga, ekspozimetrlarda, lyuks metrlarda, quyosh batareyalarida
ishlaydigan konvertorlar ishlaydi.
Oddiy fotodiod - bu nurga ta'sir qilishi mumkin bo'lgan an'anaviy pn birikmasi
yarimo'tkazgichli diyot. Natijada, material o'z xususiyatlarini o'zgartiradi va elektr
tokining zanjirida turli funktsiyalarni bajarishga imkon beradi. Yorug'lik bo'lmasa,
diod odatdagi xususiyatlarga ega.
Tuzilmalarni birlashtirib, fototransistorni olish mumkin. Nur nurlari uning ishini
boshqaradi.
Fotoelementlarlardan amalda umumiy sxema bo'yicha foydalaniladi. Kirishda
har qanday element bo'lishi mumkin: fotorezistor, fotodiod, fototransistor. Ular
yorug'lik chiqishiga ta'sir qilishadi. Signal kuchaytiriladi va ijro etuvchi elektronga
beriladi.
Quyosh batareyalari uchun bizning hayotimizdagi ba'zi bir qo'llanmalarni aytish
mumkin:
• Ushbu sxema bo'yicha fotoelementlarlar motorlar, dastgoh asboblari, butun
tizimlarning ishlashini boshqarishi mumkin. Ular bizning hayotimizga qat'iy kirishdi.
• Fotosurat bizni metroga borishga imkon beradi. Elektron ko'z to'qimachilik
sanoatida ipning harakatini nazorat qiladi. Miniatyurali fotoelementlarlar uning
sinishini qayd qiladi va mashinani to'xtatadi.
• Ular ishlov beriladigan buyumlar maydonini murakkab shakllar bilan o'lchash
uchun ishlatiladi. Naqshning maydoni bir necha soniya ichida aniqlanadi. Fotosurat
terisi, matoning kesilishini qat'iy nazorat qiladi va matbuotda ishlash xavfsizligini
ta'minlaydi.
• Plazma kesish mashinasida fotoelementlarlar ham uning ishlashini boshqaradi.
Ular shtamplangan lentadan ma'lumotlarni o'qiydilar va mashinaning ishlash
rejimlarini o'rnatadilar.
• Bosmaxonada ular qog'oz varaqlarni hisoblashadi, ularning to'g'ri yotqizilgani
va kesilganligiga ishonch hosil qilishadi. Ular mashinaning aylanish jarayonini
doimiy ravishda nazorat qilib, qog'oz to'sarning xavfsizligini ta'minlaydilar.
International scientific journal
“Interpretation and researches”
Volume 2 issue 2 (24) | ISSN: 2181-4163 | Impact Factor: 8.2
281
• Pochta bo'limida fotoelementlarlar xatlarni qayta ishlash va ularni manzil
bo'yicha saralash bo'yicha mashaqqatli operatsiyalarni avtomatlashtirishga imkon
berdi. Elektron ko'z shtampning markada to'liq joylashganligiga ishonch hosil qiladi.
Fotoelektrik tizim konvertda belgilangan indeksni o'qiydi va xatni to'g'ri joyga
yo'naltiradi.
• Zargarlik sanoatida fotoelementlar qimmatbaho toshlarni qayta ishlash sifatini
tekshiruvchilarga aylandi. Fotoelektrik ko'z - bu bir necha ming individual
fotoelementlarning matritsasi.
• Filmning ovozi saundtrekda yozib olingan. Fotoelementlar uni parolini hal
qiladi va ovozli karnaylarning ishlashini boshqaradi. Fotoeffekt tufayli filmdagi va
inson ko'zidagi tasvir paydo bo'ladi.
• Avtomatik robotlar odamlar tomonidan nazorat qilinmaydigan texnologik
operatsiyalarni bajaradi. Sanoat dasturlarida robot fotoelementlarlar bilan jihozlangan
tizim tufayli polda oq chiziq bo'ylab harakatlanadi.
• Fotoelementlarlardan keng foydalanilganligi tufayli xalq xo'jaligining turli
sohalarida fan va texnikaning taraqqiyoti ko'p jihatdan mumkin bo'ldi.
Foydalanilgan adabiyotlar:
1. В.В. Парфенов, Р.Х. Закиров, Н.В. Болтакова. “Изучение работы
солнечной батареи” // Мет. пос. Казань: КФУИФ, 2014.
2. "Фотоэлемент". Википедия, свободная энциклопедия. 13 июля 2020,
https://ru.wikipedia.org/?curid=77144&oldid=108170524 [электронный ресурс]
3. Физика, 3-қисм: маърузалар матни. Aкадемик лицейлар учун/
Худойберганов А.М., Турсунметов К.А., Фаттахов ва бошқ. – Т.: ―Ўқитувчиǁ,
2001-йил.
4. Ismoilov M., Хabibullaеv P., Хaliulin M. Fizika kursi. Toshkеnt.:
O‟zbеkiston, 2000-yil, -302 b.
5. O’lmasova M. va boshqalar. ―Fizikaǁ (Elеktr, optika, atom va yadro fizikasi)
T.: O‟qituvchi, 1995-yil,
