fizik - lise - konu anlatımı - soru çözümü
Kadir Hoca

  Lise 4 sayfamızdasınız. Alttaki linkleri tıklayarak istediğiniz sınıfa ait konulara ulaşabilirsiniz. Soldaki linklerden Lise 4 konularına erişebilirsiniz.  
  lise öğrencileri için fizik soru test çözüm konu anlatım  
   
lisefizik.com anasayfalise 1. sınıf fizik dersi konularılise 2. sınıf fizik dersi konularılise 3. sınıf fizik dersi konularılise 4. sınıf fizik dersi konuları (Şimdi buradasınız.)

FOTOELEKTRİK 2

 

fizik ders videoları

 

LİSE 4 KONULARI

Manyetizma

mantetik kutuplar - manyetik alan - manyetik akı -

Elektromanyetik indüksiyon

akımın manyetik etkisi - manyetik kuvvet -indüksiyon emksı - alternatif akım

Dalga hareketi

dalgalar - su dalgaları - sarmal yaylar - girişim - faz farkı

Işık Teorileri

ışığın dalga modeli - fotoelektrik - ışığın tanecik modeli - foton -

Atom Teorisi

elektromanyetik dalagalar - enerji düzeyleri - bohr atom modeli - emisyon - lazer

Yüklü Parçacıkların Elektrik Alandaki Hareketi

yüklü parçacıklara etki eden kuvvet - parçacıkların hız ve ivmeleri - parçacıkların yörüngeleri - ossiloskop - e/m nin tayini

Güneş Enerjisi

güneş enerjisinin kaynağı - güneş spektrumu - güneş pilleri

 

Şimdiye kadar gördüğümüz girişim ve kırınım olayları ışığın dalga modeliyle açıklanabiliyordu. Çünkü dalgalar da girişim ve kırınım özellikleri gösterir. Fakat ışıkla ilgili yapılan başka deneyler dalga modeli ile açıklanamamıştır. Yani ışığın gösterdiği bazı özellikleri dalgaların gösteremeyeceği ortaya çıkmıştır. Bu özellikler ancak parçacıklarda olabilir. Işığın burada bahsettiğimiz parçacık (tanecik) özelliğini gösterdiği olaylardan biride fotoelektrik deneyi ile ortaya çıkarılmıştır. Foto elektrik deneyi kısaca; Metal bir yüzeye ışık düşürüldüğünde, metalden elektron koparılmasıdır.

Fotoelektrik Deneyinin Sonuçları

  1. Metal yüzeyin üzerine düşürülen ışığın frekansı arttırılırsa (rengi değiştirilerek), fotoelektronların maksimum kinetik enerjisi artar. Ama elektron sayısı (akım şiddeti) değişmez.
  2. Işığın şiddeti arttrılırsa, fotoelektronların sayısı (akım şiddeti) artar. Maksimum kinetik enerjileri değişmez.
  3. Metale ışık düşer düşmez elektron koparılır.
  4. Elektron koparılması metalin cinsine de bağlıdır. Örneğin mor ışık ile sodyum metalinden elektron koparılabilirken, bakır metalinde koparılamaz.

Yukarıda yazılan sonuçların yorumlanması bilim adamlarını oldukça uğraştırmıştır. Çünkü sonuçlar şaşırtıcıdır. Işığın şiddetinin değişmesi kopan elektronların kinetik enerjisinin değiştirmemiştir. Halbuki, şiddetli ışığın daha enerjili elektron koparması beklenir. Işığın metal yüzeye düşmesiyle elektron koparılması olayının anlık gerekleşmesi bi başka şaşırtıcı sonuçtur. Işık metale düştükten bir müddet sonra da elektron koparılabilir miydi?

Bu şaşırtıcı sonuçları açıklamak için Einstein 1905 te ışığın foton denilen parçacıklardan oluştuğunu ileri sürdü. Işığın enerjisi rengiyle ilgilidir. Rengi belirleyen ise frekans veya dalgaboyudur. Işığın şiddeti ise fotonların sayısıyla ilgilidir. Fotonların metal yüzeyden elektron koparabilmesi rengine bağlıydı. Mesela kırmızı ışık sodyum metalinden elektron koparamazken, mor ışık koparabilir. Mor ışığın enerjisi kırmızı ışığınkinden yüksektir. Demekki ışığın enerjisi artarsa elektron koparılabilir. Bu bize ışığın (yani fotonun) enerjisinin elektrona aktarıldığını belirtir. O halde neden her durumda elektron koparamıyoruz? Çünkü elektronun çekirdekten koparılması için bir miktar enerji gereklidir (bağlanma enerjisi). Sodyumdan elektron koparmak kolaydır. çünkü sodyum atomundaki elektronun bağlanma enerjisi düşüktür. Az enerjili bir foton bile, sodyumdan elektron koparabilir.

Olayı şöyle özetleyebiliriz. Foton Metaldeki elektrona çarpar ve enerjisini elektrona aktarır. Elektron bu enerjiyi çekirdeğin çekim gücünden kurulup serbest hale geçmek için kullanır (Bağlanma enerjisi). Eğer fotonun enerjisi bağlanma enerjisinden fazla gelirse, artan bu enerji elektronun kinetik enerjisi olur.

Elektronun max. kinetik enerjisi = fotonun enerjisi - bağlanma enerjisi

Işığın frekansı ile elektronun kinetik enerjisi arasında nasıl bir bağıntı olduğunu görmek için bu değerlerin bazı metaller için grafikleri çizilmiştir. Mesela sodyum metaline düşürülen ışığın frekensı ve bu frekensta koparılan elektronları max. kinetik enerjileri grafiğe geçirilmiştir.

Yukarıda sözü edilen grafik bazı metaller için çizildiğinde yanda görüldüğü gibi olur. Grafikte sodyum atomuna dikkat edersrk, sodyum metaline 0,65 PHz frekenslı ışık düşürüldüğünde elektronların kinetik enerjisinin 0 olduğunu görürüz. 0,65 değerinden biraz fazla frekanslı ışık düşürüldüğünde ise, fotoelektronların kinetik enerjisi olduğunu, yani metalden elektron koparıldığını görürüz. Burada, metalden elektron koparabilmek için gereken minimum ışık frekansına eşik frekansı denir ve f0 ile gösterilir. Sodyum için eşik frekansı 0,65 PHz (Peta Hertz okunur). Altın için eşik frekansı f0 =1,23 PHz (=1,23.1015 Hz) ....

Dikkat edilirse her metal için çizilen grafikler paraleledir. Yani eğimleri eşittir.

Grafiğin uzantısının düşey ekseni kestiği nokta ne anlama gelir? Mesela sodyum için -2,7 eV (elektron-Volt) değerinin anlamı nedir?

Işığın frekansı 0 olduğunda, elektronların kinetik enerjisi -2,7 eV oluyor. 0 frekans demek ışığın olmaması demektir. Yani ışık yokken, elektronların kinetik enerjisi -2,7 eV. Eksi işareti 0 kinetik enerjiye 2,7 eV var demektir. 0 kinetik enerjili elektron harekte hazır, yani serbest (çekirdeğin çekim etkisinden kurtulmuş) demektir. Demekki elektronu serbest hale getirmek için 2,7 eV nerji gerekir. Bu da bağlanma enerjisi demektir. Sodyum için Eb=2,7 eV tur. Gümüş için Eb=4,3 eV tur.......

Elektronun max. kinetik enerjisi = fotonun enerjisi - bağlanma enerjisi

Emax = Efoton - Eb

Emax = h.f - h.f0

o halde f frekanslı fotonun enerjisi:

Efoton = h.f

h=6,63.10-34 J.s

 

Simulasyon

Ayrıntılı bilgi ve anlatım için www.oturcalis.com

 

Fotoelektrik konusu sayfalarının devamı için aşağıdaki linkleri kullanınız.
Önceki 1 2 Sonraki

üniversite, fizik, matematik, kalkülüs, calculus, diferansiyel denklemler

e-mail: kadir_can_erbas@yahoo.com

fizik ders videoları

özel ders matematik, özel ders ankara, özel ders fizik, özel eğitim, özel ders verenler, ders verenler, özel ders ilanları, özel ders fiyatları, özel ders ilanları, calculus 119, calculus 120, calculus bilkent, calculus metu, calculus pdf, odtü calculus, thomas calculus, özel ders calculus, özel ders diferansiyel, özel ders differential equations, özel ders dif, özel ders mekanik, özel ders elektrik, özel ders elektrik ve manyetizma, özel ders statik, özel ders dinamik, özel ders akışkanlar mekaniği, özel ders lys, özel ders ygs,

matematik fizik özel ders , video