Praktische fysica: extern fotoeffect

Het maakt niet uit hoe gemiddeld de gemiddelde persoon isin haar dagelijks leven uit het ooit doorlopen schoolcurriculum is ze nee-nee en zal ze zich herinneren. Dit is precies wat er gebeurt als het gaat om het fenomeen van een extern foto-effect.

definitie

Het foto-elektrische effect in de natuurkunde wordt beschouwd als het proceshet uitlijnen van elektronen in atomen, moleculen van materie, die ontstaat en optreedt onder invloed van licht. En het externe foto-elektrische effect is een proces waarbij elektronen door het licht met zoveel kracht worden uitgeschakeld dat ze voorbij de buitengrenzen van hun substantie vliegen.

Een beetje geschiedenis en oefening

Voor de eerste keer trok dit verbazingwekkende feitaandachtsonderzoeker-natuurkundige uit Duitsland, Henry Hertz in het verre 1887e jaar. De studie van de ontdekking werd voortgezet door Herz's collega, de Russische fysicus Stoletov. Een briljante Einstein ontwikkelde een theorie van foto-elektrisch effect op basis van de ideeën van de kwantumfysica. Sindsdien is het externe foto-elektrische effect uitgebreid en veelzijdig bestudeerd en is de opgedane kennis ten volle benut in de ontwikkeling en productie van op fotocellen gebaseerde instrumenten. Als je het meest elementaire voorbeeld neemt, dan is dit een automatische garagepoort die werkt aan fotocellen.

Mechanismen van dit type werken op elektrischenergie. Fotocellen, die alleen het externe foto-elektrische effect gebruiken, transformeren de energie die door straling wordt ontvangen echter niet volledig in een elektrische. Daarom is er, om ze als bronnen van elektriciteit te gebruiken, geen speciale betekenis, wat niet gezegd kan worden over automatisering. Het is met behulp van lichtstralen dat de elektrokettingen worden aangestuurd in automatische mechanismen.

Zonder overdrijving kan worden gesteld dat de ontdekking van het foto-elektrische effect een waarlijk revolutionaire gebeurtenis in de natuurkunde is geworden. Dit zijn de belangrijkste gevolgen:

• voor de wetenschappers werd het mysterie van de aard van licht, de lichtstraal onthuld;
• cinema van de demper werd "sprekend", de manieren van voice-over werden uitgevonden en het feit van de overdracht van een bewegend beeld werd ook mogelijk gemaakt door het foto-elektrische effect;
• creatie op basis van foto-elektronische apparaten van dergelijke machines en "slimme machines", die, in overeenstemming met bepaalde parameters zonder de deelname van een persoon, verschillende details produceren;
• veel verschillende mechanismen gebaseerd op het werk van foto-elektronische automatisering.

Zo werd het foto-effect zelf en de toepassing ervan een soort doorbraak in de moderne technologie.

Fotocellen classificatie

Foto-effecten zijn onderverdeeld in verschillende typen, afhankelijk van hun eigenschappen en functies.

1. Extern foto-elektrisch effect (met andere woorden - foto-elektrischemissie). Elektronen die uit de substantie vliegen wanneer het zich voordoet, worden foto-elektronen genoemd. En de elektrische stroom die ze vormen wanneer ze op een ordentelijke manier langs een extern elektrisch veld bewegen, is bekend geworden als een fotostroom.
2. Interne fotoeffecten beïnvloedenfotogeleiding van de stof. Het komt voor wanneer elektronen worden herverdeeld naar halfgeleiders en diëlektrica, afhankelijk van hun energietoestand en de geaggregeerde toestand - vast of vloeibaar. Het fenomeen van herdistributie treedt op onder invloed van licht. Het is dan dat de elektrische geleidbaarheid van de substantie toeneemt, d.w.z. fotoconductiviteitseffect wordt verkregen.
3. Het foto-elektrische effect van de klep is de overgang van foto-elektronen van hun lichaam naar andere vaste stoffen (halfgeleiders) of vloeistof (elektrolyten).

Extern foto-effect ligt ten grondslag aan het werk.moderne vacuüm fotovoltaïsche cellen. Ze zijn gemaakt in de vorm van glazen kolven, waarin het binnenoppervlak gedeeltelijk bedekt is met een dunne laag metaalsputteren. De onbelangrijke dikte van de laag zorgt voor een kleine werkoutput. Het transparante venster van de lamp passeert het licht binnen en de anode erin, in de vorm van een draadlus of een schijf, vangt foto-elektronen op. Als de anode op de positieve pool van de batterij is aangesloten, wordt het circuit gesloten, er stroomt een elektrische stroom doorheen. ie vacuümbrotocellen kunnen relais in- of uitschakelen.

Door fotocellen en relais te combineren, kan men verschillende "zien" -automaten maken, bijvoorbeeld een automaat in de metro.

Dus, als de basis van vele productieprocessen, werd het externe foto-elektrische effect als een grote fysieke ontdekking de sleutel tot het succes van industriële automatisering.