Практическа физика външен фотоелектричен ефект

Колкото и да е далеч обикновеният човек в ежедневието си от веднъж завършената училищна програма, не, не, и да, ще ви накара да си спомните за себе си. Точно това се случва, когато става въпрос за явлението външен фотоелектричен ефект.

Определение

Фотоелектричният ефект във физиката се счита за процес на подреждане на електрони в атоми, молекули на вещество, което възниква и възниква под въздействието на светлина. А външният фотоелектричен ефект е процес, при който електроните се избиват от светлина с такава сила, че излитат извън външните граници на своето вещество.

Малко история и практика

За първи път този невероятен факт е забелязан от германския физик Хайнрих Херц през 1887 г. Проучването на откритието е продължено от колегата на Херц, българският физик Столетов. А брилянтният Айнщайн разработи теорията за фотоелектричния ефект въз основа на идеите на квантовата физика. Оттогава външният фотоелектричен ефект е изследван доста задълбочено и разнообразно и получените знания се прилагат изцяло при разработването и производството на устройства, базирани на фотоклетки. Ако вземем най-елементарния пример, то това е автоматична гаражна врата, захранвана от фотоклетки.

Механизмите от този тип работят с електрическа енергия. Въпреки това фотоклетките, които използват само външния фотоелектричен ефект, не трансформират напълно енергията, получена от лъчение, в електрическа енергия. Следователно няма смисъл да се използват като източници на електроенергия, което не може да се каже за автоматизацията. Именно с помощта на светлинни лъчи се осъществява управлението на електрическите вериги в автоматичните механизми.

Без преувеличение може да се каже, че откриването на фотоелектричния ефект е наистина революционно събитие във физиката. Ето най-значимитепоследствия:

тайната на природата на светлината, светлинен лъч, беше разкрита на учените;
нямото кино стана „говорещо“, бяха измислени методи за гласова игра и самият факт на предаване на движещо се изображение също стана възможен благодарение на фотоелектричния ефект;
създаване на базата на фотоелектронни устройства на такива металорежещи машини и "умни машини", които по зададени параметри, без човешка намеса, произвеждат различни части;
много различни механизми, базирани на работата на фотоелектронната автоматизация.

Така самият фотоефект и неговото приложение се превърнаха в своеобразен пробив в съвременните технологии.

Класификация на фотоклетките

Фотоелектричните ефекти се разделят на няколко вида в зависимост от техните свойства и функции.

Външен фотоелектричен ефект (с други думи - фотоелектронна емисия). Електроните, които излитат от веществото, когато то се случи, се наричат фотоелектрони. И електрическият ток, който те образуват, когато се движат по подреден начин във външно електрическо поле, е станал известен като фототок.
Вътрешен фотоелектричен ефект, влияещ върху фотопроводимостта на веществото. Получава се, когато електроните се преразпределят между полупроводници и диелектрици, в зависимост от тяхното енергийно състояние и агрегатно състояние - твърдо или течно. Феноменът на преразпределението възниква под въздействието на светлината. Именно тогава се увеличава електропроводимостта на веществото, т.е. получава се ефекта на фотопроводимостта.
Гейт фотоелектричен ефект - преходът на фотоелектрони от техните тела към други твърди вещества (полупроводници) или течности (електролити).

Външният фотоефект е в основата на работата на съвременните вакуумни фотоелементи. Те са направени под формата на стъклени колби, в които вътрешната повърхност е частично покритатънък слой метално покритие. Незначителната дебелина на слоя осигурява малка работна производителност. Прозрачният прозорец на колбата пропуска светлина, а анодът, разположен вътре в нея под формата на телена примка или диск, улавя фотоелектрони. Ако анодът е свързан към положителния полюс на батерията, веригата ще бъде затворена, през нея ще тече електрически ток. Тези. вакуумните фотоклетки могат да включват или изключват релетата.

Чрез комбиниране на фотоклетки и релета можете да създадете различни "виждащи" машини, например машина в метрото.

И така, като основа на много производствени процеси, външният фотоелектричен ефект като голямо физическо откритие се превърна в ключ към успешното функциониране на индустриалната автоматизация.