Fotoelektrik Olay

                                                       

FOTOELEKTRİK OLAYI

 Işığın metal yüzeylerinden elektron sökmesine fotoelektrik olay, sökülen elektronlara ise fotoelektron adı verilir. Fotoelektronların oluşturacağı elektrik akımına isefotoelektron akımı adı verilir. Fotoe­lektron akımı fotoelektronların sayısı ile doğru orantılıdır. Fotoelektrik olayı aşağıdaki gibi basit bir şekille izah edebiliriz.

  

Fotoelektrik olayın deneysel olarak izah edilmesi ise şekildeki gibi­dir.

Yapılan deneyde çinko levha üzerine düşen ışık levhadan elektronlar koparır. Böylece elektroskoptaki elektron sayısı azalır ve elektroskopun yapraklan kapanmaya başlar. Zaten elektroskopun yapraklarının kapan­dığının izlenmesi elektron kaybetmekle mümkündür. Deneyi mercekle çinko levha arasına cam levha koyarak tekrarlarsak elektroskopun yap­raklarının kapanmadığı görülür. Bu da cam levhanın elektron söken ışığı kestiğinin bir kanıtıdır. Bu ışık görünür ışık olmayıp mor ötesi ışındır. Çünkü cam mor ötesi ışını geçiremez.

Çinko ve benzeri metallerden elektron sadece mor ötesi ışınlarla sökülür. Görünür ışığın da elektron sökmesi için alkali metaller (sod­yum, potasyum, Lityum ... vb.) kullanılır.

Fotosel: Özel olarak yapılan ve fotoelekron akımı elde etmeye ya­rayan lambalara fotosel veya fotoelektrik levha adı verilir.Fotosellerde metal olarak alkali metal kullanılır.

Fotosel lambaların yapısı şekildeki gibi olup

pencereden giren ışık alkali metalden elektron söker. 

Sö­külen elektronlar (+) uç ta­rafından çekilir.

Böylece dev­reden bir akım geçer ve am­permetre sapar.

Şayet geri­limi artırırsak akım bir mik­tar artar.

Fakat gerilimin belli değerinden sonra alcımın

artışı durur ve sabitleşir. Bu da fotoelektrik akıma gerili­min belli ölçülerde etkili ol­duğunu gösterir.

Üretecin uçlarına lambanın bağlanış şekli ters çevrilirse bu durumda akım hemen kesilmez. Sökülen elektronlar (-) uç tarafından itilir. Fakat elektronlar belli bir hızla (enerjiyle) geldiklerinden devreyi tamamlarlar. Şayet ters bağlı vaziyette gerilim artırılmaya devam edilirse belli bir değere ulaşılınca akım kesilir, işte akımın kesildiği andaki gerilime (potansi­yel) kesme potansiyel (v,) adı verilir. Fotosel lambada akımın gerili­me bağımlılığı şekildeki gibidir.

Fotosel  lambalar günümüzde banka kasalarındaki alarm sistemle­rinde büyük otellerin kapılarını otomatik olarak açan sistemlerde  ve filmlerin kenarlarına kaydedilen sesin tekrar elde edilmesindeki gibi yer­lerde kullanılır.

Fotosel lambalar alarm sistemlerinde şekildeki gibi kullanılır.

Fotosele ışık düştüğünde devreden akım geçer. Böylece A bobini mıknatıslık özelliği kazanarak B çelik şeridini, (paleti) kendine doğru çeker. Bu şekilde zilin çalması önlenir. Fotosele gelen ışık kesilirse akım da kesileceğinden çelik şerit serbest kalır ve C vidasına dokunur ve zil devresinden akım geçer. Böylece zil çalmaya başlar. Bu olay ışığa bağlı olarak devam eder gider.

Yapılan deneyler fotoelektrik olayla ilgili şu sonuçları ortaya çı­karmıştır:

1.Işığın yüzeyden elektron sökebilmesi için dalga boyunun belli bir değerin altında olması gerekir. Dalga boyunun küçülmesi frekansın büyümesi ile mümkündür.

2. Fotoelektronların sayısı, dolayısıyla fotoelektrik akımı, ışık akısı ile doğru orantılıdır. Işık akısı arttıkça sökülen elektronların sayısı da artar.

 3. Işık bir elektronu metalden kopardıktan sonra artan enerjisini elektrona kinetik enerji olarak aktarır. Bu kinetik enerji ışığın fre­kansı ile doğru orantılıdır. Frekans arttıkça ışığın enerjisi artacağın­dan fotoelektronların kinetik enerjisi de artar.