Page 251 - Konu Özetleri AYT Fizik

FOTOELEKTRIK OLAY

Işık

Fotoelektronlar
(Kopan elektronlar) Fotonun enerjisi, eşik enerjisine eşit ya da ondan
Metal elektronu büyük değerde ise foton soğrulur ve atomdan elekt-
Metal yüzey ron koparılır. Enerjisi ne kadar büyük olursa olsun
bir foton, yüzeyden ancak bir elektron sökebilir.

Fotoelektrik olayının şematik gösterimi

Einstein’ın fotoelektrik denklemi incelendiğinde ulaşılan sonuçlar şu şekilde özetlenebilir:
• Fotoelektrik olayında önemli olan, ışık ışınlarının taşıdığı toplam enerji miktarı değil, her bir fotonun enerjisidir.
• Fotonların elektron sökebilmesi için enerjilerinin yüzeyin eşik enerjisine eşit ya da yüzeyin eşik enerjisinden büyük
olması gerekir.
• Fotoelektrik olayı sırasında foton soğrulur.
• Fotoelektrik olayı sırasında fotonlar, elektronlar ile birebir etkileşir. Başka bir ifadeyle enerjisi ne kadar yüksek olursa
olsun tek bir foton, yüzeyden ancak tek bir elektron koparabilir.
• Fotoelektrik olayı, ışığın tanecikli yapısını gösteren bir olaydır.

Fotosel Lamba
Şekildeki havası boşaltılmış cam fanusun katodunda alkali metaller kullanı-
lır. Üreteç şekildeki gibi bağlandığında katot (−), anot (+) elektrik yüküyle
yüklenir. Anot ve katot levha birbirine temas etmediği için karanlık bir ortam-

e - da devre tamamlanamaz ve devredeki ampermetreden akım geçmez. Eğer
Katot e - e - Anot katot levhaya enerjisi yüksek tek renkli ışık düşürülürse fotoelektrik olay ger-
e - e - çekleşir, foton soğurulur ve buradan sökülen fotoelektronlar anoda ulaştı-
e - ğında devre tamamlanır ve ampermetreden akım geçer. Bu akıma fotoe-
lektrik akımı denir.
Fotoelektron

- + Fotosel lambalarda hangi metaller kullanılır?
A Sodyum, potasyum, lityum ve sezyum gibi alkali metallerin sahip oldukları
Üreteç Ampermetre elektronların bağlanma enerjileri çok düşük olduğundan bu metallerin yü-
zeylerinden görünür ışıkla elektron sökmek mümkündür. Bu nedenle fotosel
Fotosel devre düzeneği
yapımında genellikle alkali metaller kullanılır. Ancak alkali metaller havadaki
oksijen ile tepkimeye girip metal özelliklerini yitirebildikleri için alkali metal kullanarak hazırlanacak bir fotosel tüpünün va-
kumlanarak havasının alınması şarttır.

FARKLI METALLERE AIT MAKSIMUM KINETIK ENERJI-FREKANS DEĞIŞIMI
Her metal farklı bir eşik enerjisi değerine sahiptir. Bu nedenle eşik enerjisi E , eşik frekansı (f ) ve eşik dalga boyu (λ )
0
0
0
sadece metalin cinsine bağlıdır. Her foton ancak bir elektronla etkileştiği için metal yüzeyine düşürülen fotonların enerjileri
eşik enerjisinden büyükse fotonun enerjisinin bir kısmı ile elektron koparılır. Kalan enerji de koparılan elektronlara kinetik
enerji olarak kullanılır. Elektron metal yüzeyinden bu enerji ile ayrılır. Elektronların yüzeyi terk ettikleri anda sahip oldukları
kinetik enerjiye maksimum kinetik enerji denir.

Einstein'ın fotoelektrik denklemi,
E E = E +
f 0 K
frekansa bağlı olarak yazılırsa, hf⋅= hf⋅ + 1 ⋅ m v⋅ 2 olur.
0
2

FIZIK - AYT MEBİ KONU ÖZETLERİ 251