Page 27 - Fen Lisesi Fizik 12 | 5. Ünite

3.

5.3. FOTOELEKTRİK OLAYI BÖLÜM
5.3. FOTOELEKTRİK OLAYI

Metal
Küreler

+ "
Kıvılcım e " e
" Fotoelektron
- e

Morötesi Işın

Verici Alıcı
(Primer Devre) (Sekonder Devre)

Şekil 5.3.1: Hertz’in fotoelektrik etkiyi gözlemlediği düzeneğin şematik gösterimi

Hertz, Şekil 5.3.1’de gösterilen düzeneği tasarlamıştır. Bu düzenekte bobin, verici (primer) devredeki iki küre-
sel elektrot arasında kıvılcım oluşturacak şekilde yükleme yapmaktadır. Bu iki metal küre arasında kıvılcımlar
nedeniyle oluşan morötesi ışınlar, alıcı (sekonder) devrede bulunan küresel elektrotlardan birine düşerek
buradan elektron söker. Sökülen bu elektronların diğer küresel elektrota ulaşmasıyla alıcı devrede bir foto-
elektrik akım meydana gelir. Bu düzenekte vericideki morötesi ışıma engellenecek olursa fotoelektrik akım
da kesilmekte, engellenmediği durumda ise fotoelektrik akım tekrar oluşmaktadır. Hertz yaptığı bu deneyle 255
fotoelektrik etkiyi hava ortamında gözlemleyen ilk bilim insanı olmuş ve yüksek enerjili ışınların metal topuz-
lardan elektron sökebildiğini göstermiştir.

BAKIŞ AÇISI

Hertz’in bu deneyinde primer devrede morötesi yerine kızılötesi ışın oluşması durumunda
neler olabilir?

Hertz’in fazla üzerinde durmadığı bu olayın tümüyle açıklığa kavuşturulması 1905 yılını bulmuştur. Einste-
in, Planck’ın kuantalama kavramını elektromanyetik dalgalar için kullanarak ışığın bir enerji paketi olarak
düşünülebileceğini söylemiştir. Bu enerji paketleri, daha sonraları Gilbert Newton Lewis (Gilbırt Nivtın Li-
vıs) tarafından foton olarak adlandırılacaktır. h Planck sabiti olmak üzere bir foton

E = h.f

ile verilen E enerjisine sahiptir. c ışık hızı olmak üzere frekans, dalga boyu ve hız arasında

f = c/λ

eşitliği vardır. Bundan dolayı bir fotonun enerjisi,

E = h.f = h.c
m λ

eşitliği ile de bulunabilir. Fotonun enerjisi hesaplanırken enerji birimi (joule) yerine elektron volt da kulla-
nılabilir. Elektron volt ile joule arasında 1eV = 1,6 · 10 -19 J eşitliği vardır.