Toolkit felkészülési laboratóriumi munka témákról Hullám Optika
Szerint Einstein elmélete, minden foton által elnyelt csak egy elektront. Ezért száma szakadt felület elektronok az anyagban arányosnak kell lennie a fény intenzitása (I fotoelektromos törvény).
a beeső foton energia fogy, hogy végre az elektron kilépési munkáját egy anyag az A és egy üzenetet, mozgási energia
Einstein egyenletet a külső fotoelektromos hatás az energiamegmaradás kapcsolatban a folyamatot.
Egyenlet (1), hogy a maximális mozgási energiája fotoelektronok lineárisan nő a gyakorisága a beeső sugárzás és nem függ annak intenzitása (II törvény a fotoelektromos hatás). Mivel a csökkenés a kinetikus energia a fotoelektron gerenda frekvencia esik (egy adott fém AO = const.), Akkor egy kellően alacsony frekvenciájú n = n0 kinetikus energia fotoelektronok nullára csökken, és megáll (III fotoelektromos törvény), tovább csökkentve a frekvencia a fotoelektromos hatás. A fentiek szerint, megkapjuk
Értékek λ0 és n0 hívják fotoelektromos küszöbértéket egy adott anyagra. Ők csak attól függ az elektron kilépési munka, azaz a a kémiai az anyag jellegétől és az állam a felülete (beleértve a jelenléte vagy hiánya egyéb anyagok a felületen).
A jelenség a fotoelektromos hatás alapján fotoelektromos eszközök, kap a különböző alkalmazások különböző területeken a tudomány és a technológia.
Napelemek - sugárzás detektorok alapján működő, a fotoelektromos hatás és átalakítani sugárzó energiát elektromos árammá.
Típusától függően végzi a fényelektromos hatás, napelemek lehet három csoportba sorolhatók:
1. Optikai eszköz, külső PhotoEffect. A legegyszerűbb ezek közül vákuum fototubussal (1. ábra). Ez egy evakuált üveggömböt, melynek belső felülete (kivéve a sugárzás hozzáférés windows) borított fényérzékeny réteg szolgál a fotokatódon. Az anód általában használt gyűrűt, vagy egy háló közepére helyezzük a henger. Következtetések a katód és az anód, szerelt egy műanyag kupakot, kapcsolódik egy feszültségforrásra. Ha a fotokatód fénnyel aktus képes pull elektronokat, akkor az áramkör fotoáram, amelynek intenzitása növekszik jelenlétében közötti katód és az anód gyorsító feszültség.
Vákuum napelemek késés nélkül értük van arányosság a fényáram és a sugárzás intenzitása. Ezek a tulajdonságok lehetővé teszik a vákuum használata napelemek mint egy fotometriás eszköz (például egy fotoelektromos fénymérő illuminometer - megvilágítás mérő, stb).
Érzékenységének növelése a integrált vákuumos fotocellák töltött ballon ritkított gáz (Ar vagy NE nyomáson
110 Pa). Ezt nevezik a gázzal töltött cellában. A fotoelektromos amplifikáljuk egy sejtben miatt ütköztető ionizációs gázmolekulák fotoelektronok.
2. A fénysorompók a belső fotoelektromos hatás, az úgynevezett félvezető fotocellák vagy fotoellenállások (fotoellenállások) rendelkeznek sokkal nagyobb szerves érzékenysége, mint vákuumban. Használatuk gyártására PBS CD-k, PbSe és néhány egyéb félvezetők. Ha a fotokatódok vákuum napelemek fotoelektromos küszöbértéket nem nagyobb, mint 1,1 mikron, a használata fotoellenállások méréseket tesz lehetővé a távoli infravörös tartományban (legfeljebb 34 mikron), valamint a következő területeken röntgen- és gamma-sugárzás. Ezen felül, ezek a kompakt és alacsony tápfeszültség. Hiánya fotoellenállások - azok észrevehető lag, így azok nem alkalmasak a bejegyzésre a gyorsan változó fényáramokra.
3. fotocellák szeleppel fotoelektromos hatás, az úgynevezett kapuzási fénysorompó (napelemek egy blokkoló réteg), amelynek (hasonló elemeket a külső fotoelektromos hatás) szigorú arányosság fotoáram sugárzás intenzitása nagy, összehasonlítva őket integrált érzékenységgel, és nem igényel külső forrásból EMF . Között a kapu fotocellák germánium, szilícium, szelén, vitriol, kén, ezüst és mások. A szilícium napelemek és egyéb szelep létrehozásához használt napelemek közvetlenül átalakítani fény energiát elektromos energiává alakítja.
4. fotomultiplierek (PMT), amely együtt a hatását a külső fotoelektromos hatás másodlagos elektron emisszió fordul elő, hogy több dynodes. Ezek az eszközök érzékenysége nagyságrendekkel nagyobb, mint a napelemek.
A főbb jellemzői a fénysorompó következők:
1. Az áram-feszültség karakterisztika - a függőség a fényáram a hálózati feszültséget a fényérzékelő állandó megvilágítás a fotokatódon.
2. A spektrális jellemzők - teljesítmény függvényében photocurrent a beeső sugárzás hullámhossza állandó megvilágítás állandó feszültség a fényt érzékelő.
3. Könnyű jellemző - a függőség fotoáram erő a fényáram a hullámhossz állandó feszültség a fénydetektor.
4. Integrál érzékenység - teljesítmény arányát a fotoáram a teljes sugárzási teljesítmény a kiválasztott hullámhossz-tartományban.
A áram-feszültség jellemzőit fotocella külső PhotoEffect
A 2. ábra az áram-feszültség jellemző vákuum fénysorompó. megfelelő két különböző megvilágítások fotokatód (gyakorisága a beeső fény ugyanaz mindkét esetben). Ahogy a feszültség fokozatosan növeljük, a fotoáram, azaz számának növelése fotoelektronokat eléri az anód. A kíméletes jellegét a görbék azt mutatják, hogy a emittált elektronok a katód különböző sebességgel. A maximális érték a fotoelektromos Inas - telítettség photocurrent meghatározott -