Page 26 - Fizik 12 | 5.Ünite

5. ÜNİTE: MODERN FİZİK

5.3.4. Fotonların Sahip Olduğu Maksimum Kinetik

Enerji, Durma Gerilimi ve Metalin Eşik
Enerjisi Arasındaki İlişki

Havası alınmış Işık Fotoelektr�k olayının daha �y� anlaşılab�lmes� �ç�n fotoseller�n çalışma
tüp demeti prens�b� �ncelenmel�d�r. Üzer�ne düşürülen ışık enerj�s�n� elektr�k ener-
j�s�ne dönüştüren düzeneklere fotosel den�r (Şek�l 5.13). Fotoseller
havası alınmış b�r tüp ve �çer�s�ne konulan �k� metal levhadan oluşur.
Alkal� metallerden seç�len ve üzer�ne ışığın düşürüldüğü levhaya katot,
Katot Anot katottan kopan elektronların ulaştığı karşı levhaya �se anot den�r.
Fotosel karanlık b�r ortamda �ken devrede herhang� b�r akım oluşmaz.
Katot levhası üzer�ne ışık düşürüldüğünde gelen fotonların enerj�ler�
metal�n eş�k enerj�s�nden küçükse fotonlar katot yüzey�nden elektron
A sökemez. Bu durumda akım oluşmaz.
Şek�l 5.13: Fotosel�n şemat�k
göster�m� Katot yüzey�ne düşürülen fotonların enerj�ler� eş�k enerj�s�ne eş�tse
katot yüzey�nden elektron koparılır ancak elektrona k�net�k enerj�
kazandırılamadığı �ç�n elektron katot yüzey�nde kalır. Bu durumda da
akım oluşmaz.

Katot yüzey�ne düşürülen fotonların enerj�s� metal�n eş�k enerj�s�nden
Havası alınmış Işık
tüp demeti büyükse metal tarafından soğurulan fotonun enerj�s� E�nste�n denkle-
m�ne göre hem elektronu koparır hem de koparılan elektronlara k�net�k
-
- enerj� kazandırır. Elektronlar kazandığı k�net�k enerj�n�n etk�s� �le metal
Katot - - Anot
- - yüzey� terk eder. Bu elektronlardan b�r kısmı sapar, b�r kısmı anot lev-
-
- hasına ulaşır ve devrede b�r akım dolaşmasına neden olur. Oluşan
akıma fotoelektr�k akım (Ι ) den�r (Şek�l 5.14).
0
Oluşan Ι akımını artırmak �ç�n
0
• Metal yüzey�ne düşürülen ışığın ş�ddet�n� (foton sayısını) artırmak
A • Katot yüzey�n� büyütmek
Şek�l 5.14: Fotoselde akım • Anot-katot levhaları arasındak� uzaklığı azaltmak
oluşması
• Katot yüzey�ne düşürülen fotonların enerj�ler�n� artırmak

• Bağlanma enerj�s� küçük metal kullanmak
• Işık kaynağı noktasal �se ışık kaynağını katot levhasına
yaklaştırmak
Havası alınmış Işık
tüp demeti • Anot yüzey�n� büyütmek

Bu olaylar anot levhasına ulaşan elektron sayısının ve devrede oluşan
-
Katot - - - - - - + Anot Ι fotoelektr�k akımının artmasına neden olab�l�r.
-
0
- - - +
Ayarlanab�l�r üretec�n poz�t�f kutbu fotosel�n anot, negat�f kutbu foto-
-
sel�n katot levhasına bağlandığında (Şek�l 5.15) katot ve anot levha-
ları arasında oluşan elektr�k alan etk�s�yle katot yüzey�nden koparılan
elektronlar hızlandırılarak sapmaları azalır ve Ι akımı artar.
0
+ - V
A Ger�l�m bel�rl� b�r değere ulaştığında katot metal�nden kopan bütün
elektronlar, elektr�k alanının etk�s� �le anot levhasına ulaşır. Bu durumda
Şek�l 5.15: B�r fotosele üreteç akım maks�mum ve sab�t b�r değer alır.
bağlanması

212 12. SINIF FİZİK