Использование фотоэффекта

Начало исследований было положено в 1887 г. немецким физиком Г. Герцем. Он установил, что при УФ-излучении электрическая искра между двумя металлическими стержнями-электродами проскакивает при меньшей разности потенциалов, чем в отсутствие излучения. Детально фотоэффект изучался с 1888 г. Первыми исследователями были русский физик А. Г. Столетов, немецкий физик В. Гальвакс и итальянский физик и инженер А. Риги (именно Риги и назвал это явление фотоэффектом – возникновением тока в цепи при освещении). Другой немецкий физик Ф. Ленард, вскоре понял, что фотоэффект – это испускание электронов веществом под действием света, причем максимальная кинетическая энергия этих электронов определяется частотой света и не зависит от его интенсивности. Теоретическое объяснение этого явления дал А. Эйнштейн в 1905 г.

При внешнем фотоэффекте электроны выбиваются из освещаемой металлической пластины, помещенной в вакуум и служащей фотокатодом, и летят под действием приложенного внешнего электрического напряжения к другому электроду – аноду. В результате во внешней цепи возникает электрический ток. На этом типе фотоэффекта работают фотоэлементы – устройства, преобразующие световой поток в электрический сигнал. Электрический сигнал можно усилить с помощью электронных устройств и использовать для управления какой-либо системой, например, турникетом в метро.

Другой тип фотоэлементов, с внутренним фотоэффектом (перераспределением под действием света электронов по энергетическим состояниям в твердых телах и жидкостях), - фоторезисторы. Под действием света они изменяют свое электрическое сопротивление, благодаря чему меняется и ток в цепи. Фоторезисторы в отличие от фотоэлементов с внешним фотоэффектом могут реагировать на инфракрасное (длинноволновое) излучение. С их помощью измеряют распределение температуры слабо нагретых тел. Специальные приборы позволяют, например снять карту температуры поверхности человеческого тела и по ней сделать вывод о здоровье человека. Солнечные батареи обеспечивают энергией космические корабли. Они составлены из множества полупроводниковых фотодиодов, преобразующих свет в электрическую энергию. При освещении фотодиода один его электрод заряжается положительно, а другой – отрицательно. Если между электродами включить резистор, то через него потечет ток.

Вопросы:

1. Что называют фотоэффектом?

2. Кто из ученых занимался исследованием фотоэффекта?

3. В каких приборах используется явление фотоэффекта?

Дата добавления: 2015-07-25