Transcript Поняття фотоефекту  Фотоефект — явище «вибивання» світлом електронів із металів. Це повне або часткове вивільнення електронів від зв'язків з ядрами атомів речовини внаслідок.

Поняття фотоефекту
 Фотоефект — явище «вибивання» світлом електронів
із металів. Це повне або часткове вивільнення
електронів від зв'язків з ядрами атомів речовини
внаслідок дії на неї електромагнітного проміння
(світла, рентгенівського чи гамма-променів).
 Вперше прямий вплив світла на
електрику виявив німецький
фізик Генріх Герц під час дослідів з
електроіскровими вібраторами
26 лютого 1888 року російський
учений Олександр Столєтов здійснив дослід,
що наочно продемонстрував зовнішній
фотоефект і показав істинну природу та
характер впливу світла на електрику.
Ейнштейн висловив припущення, що фотоефект
відбувається внаслідок поглинання фотоном одного
кванта, а інші кванти не можуть брати участь у цьому
процесі. Тоді енергія одного кванта світла (фотона)
витрачається на подолання бар'єру (виконання
роботи виходу, відриву від матеріалу) і надання
кінетичної енергії фотоелектрону.
:
 зовнішній фотоефект – вибивання електронів під
дією світла (фотоелектронна емісія), гаммавипромінювання тощо;
• вентильний фотоефект – збудження
світломелектрорушійної сили на межі між металом і
напівпровідником або між різнорідними
напівпровідниками (р-n перехід).
• внутрішній фотоефект– збільшення
електропровідності напівпровідників або
діелектриків під дією світла (фотопровідність
фотоефекту
Вироблення електричної енегріїї
Фотометрія: для вимірювання сили світла,
яскравості, освітленості
Фототелеграф
Кіно: відтворення звуку
Керування виробничими процесами
Фотоелемент – пристрій, в якому енергія світла керує енергією
електричного струму або перетворюється в неї
Перший фотоелемент, дія якого
грунтується
на
зовнішньому
фотоефекті,
створив
Олександр
Григорович Столєтов в кінціі XIX ст.
ФОТОЕЛЕМЕНТИ
Вакуумні
Вакуумний фотоелемент – це
відкачаний скляний балон, частина
внутрішньої поверхні якого покрита
шаром металу, що відіграє роль
фотокатода. Як анод використовують
металеве кільце або рідку сітку, що
також міститься всередині балона.
Напівпровідникові
Фотоелемент на основі напівпровідників
складається з двох шарів з різною
провідністю. До верствам з різних сторін
підпоюють контакти, які
використовуються для підключення до
зовнішнього ланцюга. Роль катода
відіграє шар з n-провідністю (електронна
провідність), роль анода - p-шар (діркова
провідність).
Вакуумні фотоелементи
При потраплянні світла на катод
фотоелемента в колі виникає
електричний струм, який вмикає
або вимикає реле.
Застосування:
Фототелеграф, фототелефон
Кіно: відтворення звуку
Входить
в
схему
фотореле:
автомати в метро и т.п.
Напівпровідникові фотоелементи
Фотоелементи
з
p-n
переходом створюють ЕРС
близько 1-2 В. Вихідна
потужність досягає сотень
ватт при ККД до 20%
Застосування фотоефекту
1.
2.
3.
4.
5.
Кіно: відтворення звуку
Фототелеграф.
Фотометрія: для
вимірювання сили
світла, яскравості,
освітленості.
Керування
виробничими
процесами
Вироблення
електричної енергії
Застосування фотоефекту
Внутрішній фотоефект
Фоторезистори.
При потраплянні випромінювання
всередину речовини відбуваються два
явища
.
Одні
кванти
випромінювання,
поглинаючись
атомами (або йонами), збільшують
кінетичну енергію їх теплового руху,
тому речовина нагрівається. Інші
кванти
випромінювання,
поглинаючись атомами, виробляють
фотойонізацію,
внаслідок чого в
речовині
утворюються додаткові
носії заряду – електрони провідності і
дірки.
Їх
утворення
веде
до
зменшення електричного опору.
Використовується
при
автоматичному
управлінні
електричними
ланцюгами
за
допомогою світлових сигналів і в
ланцюгах змінного струму.
Застосування фотоефекту
Вентильний
фотоефект
Напівпровідниковий
фотогальванічний
елемент
–
прилад, в якому утворюється
електрорушійна
сила
в
електричному
переході
між
різнорідними напівпровідниками
при
дії
на
нього
електромагнітного
випромінювання
Використовується в сонячних
батареях, які мають ККД 12-16% і
застосовуються
в
штучних
супутниках
Землі,
при
виробленні енергії в пустелі.