KUANTUM FİZİĞİNE GİRİŞ – FOTOELEKTRİK OLAY
Kara Cisim Işıması:
Güneş altında kalmış siyah bir cisme yaklaşılırsa normalin dışında ısı yaydığı hissedilir. Sıcak yaz günlerinde asfaltlanmış yol, arabanın ön paneli ve siyah taşların çevrelerindeki cisimlere göre çok daha fazla ısı yaydığı bilinir. Siyah cisim fizikte aynı anda hem mükemmel bir ısı soğutucusu (obsorbe) hem de mükemmel ısı yayıcı (emisyon) cisim olarak tanımlanır. Erime sıcaklığı yüksek cisimlerin sıcaklıkları yeterince arttırıldığında yaptıkları ısı ışıması (yaydıkları enerji) görülebilir.
Belli bir sıcaklıkta kırmızı olarak ışıma sıcaklık artışıyla sarıya ve akkora doğru döner. Siyah cisimlerle yapılan deneyler ışıma şiddeti ile dalga boyu arasında şekildeki grafikte anlatılabilecek bir ilişkinin varlığını göstermiştir.
Oluşan bu grafik, ışığın (görünür yada görünmez) tüm dalga boyu değerlerini alabileceği ve yayılan enerjinin her değerde (sürekli) olabileceği yaklaşımı ile yorumlandı…
Foton ve Enerjisi:
Işık kaynaklarından çıkan yoğunlaşmış enerji paketlerine veya enerji taneciklerine foton denildiğini yukarıda tanımlamıştık. Planck bir ışık fotonun enerjisini,
Elektron volt (eV):
Bazı durumlarda enerji birimi Joule yerine daha küçük enerji birimi olan elektron volt (eV) kullanılır. Bir elektronun 1 voltluk potansiyel farkı altında kazandığı enerjiye 1 eV denir. V potansiyel farkı altında yüklü tanecik üzerinde yapılan iş,
Foto Elektrik Olay:
Şekilde üzerine civa sürülmüş çinko levhayı negatif yüklü elektroskobun topuzuna bağlayarak negatif yükle yüklenmesini sağlayalım. Bu levha üzerine ışık arkının oluşturduğu kuvvetli ışığı kuartz mercekten geçirerek odaklayalım. Bu durumda elektroskobun yapraklarının açıklığının yavaş yavaş kapandığı gözlenir.
Bu olay çinko levha üzerine ışık düşürülünce yüzeyden elektron söküldüğünü ve bunların yüzeyden uzaklaştığı uzaklaşan elektronların yerlerine elektroskoptaki negatif yüklerin geldiği için elektroskobun yükünün azalmasıyla yaprakların yavaş yavaş kapanmasıyla açıklanır.
Eğer gelen ışığın önüne cam levha tutarsak, elektroskobun yapraklarının kapanmadığı görülür. Cam levha çekilirse yaprakların yine kapandığı görülür.
Işığın metallerden elektron sökmesi olayına foto elektrik olay, sökülen elektrona da foto elektron ve elektron kopmasına neden olan ışık taneciklerine de foton denir.
Bağlanma ve Eşik Enerjisi:
Yüzeyden elektron sökülmesi için gerekli en küçük enerjiye bağlanma enerjisi (Eb) veya Eşik enerjisi denir. Bu enerjiyi sağlayan ışığın frekansına Eşik frekansı (vo) buna karşı gelen dalga boyuna Eşik dalga boyu (λ0) denir.
