MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-26
Часть–2_ Май –2025
378
FOTOEFFEKT HODISASINI FIZIK MAZMUNI HAMDA
FOTOELEMENT XOSSALARINI O’RGANISH USULLARI
1
Qushbayev Diyorbek Baxtiyor o‘g‘li,
2
Z.M.Soxibova
Andijon davlat texnika instituti.
1
“Muqobil energiya manbalari”, yoʻnalishi K-93-21 guruhi talabasi,
2
“Muqobil energiya manbalari” kafedrasi katta o‘qituvchisi
Annotatsiya: Ushbu maqolada fotoeffekt hodisasining fizik mazmuni va
mohiyati, asosiy qonuniyatlari hamda fotoelement xossalarini o‘rganish usullari
batafsil yoritib berilgan. Bu usullar orqali fotoeffekt hodisasi hamda fotoelement
xossalari mukammal o'rganiladi va yangi texnologiyalar yaratishga asos sifatida
xizmat qiladi.
Kalit so’zlar: fotoeffekt, quyosh panellari, katod, anod, elektron
o‘tkazuvchanlik, kovak o‘tkazuvchanlik, dielektriklar.
Yorug‘lik ta’sirida modda sirtidan elektronlarning urib chiqarilishiga
fotoelektrik xodisasi yoki tashqi fotoeffekt deyiladi. Uchib chiqqan fotoelektronlar
tufayli vujudga kelgan (xosil bo‘lgan) elektr tok fototok deyiladi. Tashqi fotoeffekt
asosan metallarda va metall oksidlarida kuzatiladi. Mazkur fotoeffektdan ichki va
ventilli fotoeffektlar mavjud. Ichki fotoeffekt yarimo‘tkazgichlarda va dielektriklarda
kuzatiladi. Bunda elektronlar yorug‘lik energiyasini yutib, valent zonadan
o‘tkazuvchanlik zonasiga o‘tadi (bog‘langan xolatdan erkin xolatga o‘tadi).
1-rasm
Ikki tur elektr o‘tkazuvchanlikka (elektron va kovak o‘tkazuvchanlikka) ega
bo‘lgan yarimo‘tkazgichlar chegarasiga yoki metall bilan yarimo‘tkazgich chegarasiga
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-26
Часть–2_ Май –2025
379
yorug‘lik tushishi natijasida elektr yurituvchi kuch paydo bo‘lish xodisasi ventilli
fotoeffekt deyiladi. Fotoeffekt xodisasi birinchi bo‘lib rus olimi A.G.Stoletov
tomonidan batavsil tekshirilgan. Fotoeffektning qonuniyatlarini o‘rganish uchun 1
rasmda tasvirlangan qurilmadan foydalaniladi.
Anod va katodga ega bo‘lgan havosi so‘rib olingan shisha balloning devorlari
yorug‘lik o‘tkazmasligi uchun qoraytirilgan. Tok manbaining manfiy qutbi katodga
ulangan bo‘lib, katodga yorug‘lik faqat maxsus kvars oyna bilan qoplangan darcha
orqali tushadi. Yorug‘lik ta’sirida katoddan ajralib chiqqan elektronlar katod anod
oralig‘idagi maydanda tezlanib anodga etib boradi. Natijada anod zanjirida paydo
bo‘lgan tokni sezgir galvanometr G qayd qiladi. Zanjirdagi voltmetr V katod va anod
orasida kuchlanishni o‘lchash uchun, reostat R esa bu kuchlanishni o‘zgartirish uchun
xizmat qiladi. Mazkur qurilma yordamida fototokning katod anod oralig‘idagi
kuchlanishga bog‘liqligini ko‘rsatuvchi I
f
qf
(
u
) grafik fototokning volt amper
xarakteristikasi (VAX) deyiladi. Tushayotgan yorug‘lik oqimining ikki qiymati uchun
VAX 2-rasmda tasvirlangan.
2-rasm
VAX dan ko‘rinishicha, katod anod oralig‘idagi kuchlanish U
q0
ga teng
bo‘lgani ham fotoelektronlar anodga etib borib fototokni xosil qiladi. Kuchlanish ortib
borishi bilan fototokning qiymati ham ortib boradi, ya’ni anodga etib borayotgan
fotoelektronlar soni ko‘payib boradi. Lekin anod katodning ma’lum bir kuchlanishdan
boshlab, berilgan yorug‘lik oqimi uchun fototokning qiymati o‘zgarmas bo‘lib qoladi.
Fototokning bu qiymati to‘yinish toki deyiladi. Katoddan ajralib chiqqan
elektronlarning barchasi anodga etib kelishi natijasida paydo bo‘lgan tok qiymati
to‘yinish fototoki deyiladi. to‘yinish fototoki yorug‘lik oqimiga muttanosibdir, ya’ni
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-26
Часть–2_ Май –2025
380
qancha ko‘p yorug‘lik tushsa, shunchalik ko‘p elektronlar ajralib chiqadi ( 2- rasmda
F
2
>F
1
). Yorug‘lik ta’sirida katoddan ajralib chiqayotgan elektronlar xar xil
boshlang‘ich tezliklarga ega. Shuning uchun katod anod oralig‘idagi maydon
tormozlovchi bo‘lganda xam (anod manfiy katod musbat potensialga ega) anodga etib
keluvchi elektronlar mavjuddir. Tormozlovchi maydon potensial energiyasi eng katta
boshlang‘ich tezlikka ega elektronning kinetik energiyasiga teng bo‘lgan
kuchlanishning qiymatida fototok yo‘qoladi, ya’ni anodga elektronlar etib kelmay
qoladi. Kuchlanishnin bu qiymati to‘xtatish kuchlanishi Ut deyiladi:
(1)
bu yerda e=1,6
10
-19
Kl elektronning zaryadi. Fototokning volt amper
xarakteristikasini o‘rganish natijasida fotoyeffektning quyidagi qonunlari aniqlangan:
1. Muayyan fotokatodga tushayotgan yorug‘likning spektral tarkibi o‘zgarmas
bo‘lsa, fototokning to‘yinish qiymati yorug‘lik oqimiga to‘g‘ri muttanosibdir, ya’ni:
(2)
bunda
bunda I
f
fototok, j mutanosiblik koeffitsienti bo‘lib, u
fotoelementning integral sezgirligi deyiladi,
; Ф- yorug‘lik oqimi, l-masofa,
S-yuza, I
f
- fototok, I -yoriqlikning kuchi.
(2a)
2. Muayyan fototokdan ajralib chiqayotgan fotoelektronlar boshlang‘ich
tezliklarining maksimal qiymati V
mak
yorug‘lik intensivligiga bog‘liq emas.
Yorug‘likning chastotasi ortib borishi bilan fotoelektronlarning maksimal tezligi ham
ortib boradi.
3. Xar bir fotokatod uchun biror “qizil chegara” mavjud bo‘lib, undan kattaroq
to‘lqin uzunlikka ega yorug‘lik ta’sirida fotoeffekt vujudga kelmaydi.
q
ning qiymati
yorug‘lik intensivligiga mutlaqo bog‘liq emas, u faqat fotokatod materialining
ximiyaviy tabiatiga va sirtning xolatiga bog‘liq.
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-26
Часть–2_ Май –2025
381
4. Yorug‘likning fotokatodga tushishi bilan fotoelektronlarning xosil bo‘lishi
orasida sezilarli vaqt o‘tmaydi.
Yuqorida zikr etilgan qonunlarning faqat birinchisigina yorug‘likning
elektrmagnit tulqin nazariyasi asosida tushuntiriladi. Ammo qolgan uchta qonunni bu
nazariya tushuntira olmaydi. Fotoeffekt xodisasini tushuntirish uchun eynshteyn
M.Plank gipotezasidan foydalanibgina qolmay, balki uni rivojlantirdi, xamda uning
fikriga ko‘ra: yorug‘lik kvantlar tariqasida nurlanibgina qolmay, balki yorug‘lik
energiyasining tarqalishi xam, yutilishi xam kvantlangan bo‘ladi. Demak, metall sirtiga
tushayotgan yorug‘likni kvantlar oqimi deb tasavvur qilish kerak ekan. Bunda xar bir
yorug‘lik kvanti energiyasi quyidagiga teng bo‘ladi:
(3)
ifodada
yorug‘lik kvanti (foton) energiyasi,
yorug‘likning tebranish
chastotasi,
h
Plank doimiysi, qiymati 6,62*10
-34
J
s. Energiyaning saqlanish qonuni
qo‘llab Eynshteyn fotoeffektni tushuntirdi. Bunda metall sirtiga tushayotgan fotonning
energiyasi ularning o‘zaro ta’sirlashuvi natijasida elektron energiyasiga aylanadi. Agar
shu energiya chiqishi katta bo‘lsa (
h>A), fotoeffekt ro‘y beradi. Energiyaning qolgan
qismi metalldan tashqariga chiqqan fotoelektronning kinetik energiyasiga aylanadi.
Shu fikrni matematik tarzda quyidagicha yozish mumkin:
(5)
ifodani fotoeffekt uchun eynshteyn formulasi deyiladi. Eynshteynning mazkur
formulasi yordamida fotoyeffektning barcha qonunlarini tushuntirish mumkin. 4
formulaga ko‘ra, fotoyeffekt ro‘y berishi uchun
(5)
bo‘lishi kifoya. Mazkur tenglik yordamida fotoeffektning qiizl chegarasini
tushuntirish mumkin. Qizil chegara tushuyotgan yorug‘lik fotonning chastotasiga
bog‘liq bo‘lib, uning intensivligiga aslo bog‘liq emas (intensivlik deganda birlik
yuzaga tushayotgan fotonlar soni tushuniladi). Ko‘pchilik metallar uchun qizil chegara
spektrning infra qizil qismida joylashagan bo‘ladi. Ishqoriy metallar uchun esa u
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-26
Часть–2_ Май –2025
382
yorug‘likning ko‘rinuvchi qismida joylashganligi tufayli fotoyelementlarda fotokatod
ishqoriy metallardan yasaladi. Fotoeffekt asoslangan qurilma fotoelement deyiladi.
FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR
1.
Lovegrove K., Stein W. Concentrating solar power technology
(Principles, developments and applications) // Woodhead Publishing Series in
Energy: Number 21. 2012. -Р.674.
2.
O’zbekiston Respublikasi Prezidentining 2017 yil 7-fevraldagi PF-4947-
sonli 2017-2021 yillarda O’zbekiston Respublikasini rivojlantirishning beshta
ustuvor yo’nalishi bo’yicha HARAKATLAR STRATEGIYASI.
3.
Z.M.Soxibova. Yarimo‘tkazgich materiallar tuzilishi va ularning
xossalari. NamMTI ilmiy-texnika jurnali, volume 9, Issue 2, 2024, 813-821 bet
4.
S. Zaynabidinov, Z.M.Soxibova, M. Nosirov. A method for determining
the thermal conductivity of granulated silicon in which alkali metal atoms are included.
// The Way of Science International scientific journal, 2022. № 3 (97), (Global Impact
Factor 0.543, Австралия). - P. 15-17
5.
С.З.Зайнабидинов, З.М.Сохибова, Б.М.Абдурахманов, Х.Б.Ашуров,
М.М.Адилов.
Зависимость
электропроводности
гранулированнқх
полупроводников от размер гранул. // Scientific Bulletin. Physical and
Mathematical Research. 2021. Vol. 3, Issue 2. – C. 13-18. (01.00.00, №13)
6.
Маматкосимов М.А. Катта қуёш печи ва бошқа энергетик
қурилмаларнинг самарадолигини ошириш учун уларнинг кўзгули –
мужассамлаштирувчи тизимларини оптимизациялаш. Автореферат. Ташкент -
2017.58 бет.
