Вакуумный фотоэлемент: Устройство и принцип действия вакуумного фотоэлемента — Мегаобучалка

Содержание

Устройство и принцип действия вакуумного фотоэлемента — Мегаобучалка

Приборы, в которых внешний фотоэффект используется для получения электрической энергии за счет энергии излучения, носят названия фотоэлементов. Фотоэлементы изготавливаются вакуумные, в которых фототок образуется электронами, выходящими из катода под действием излучения, и газонаполненные, в которых фототок усили-вается при разряде в газе.

Вакуумный фотоэлемент (рис. 2.1) выполняется чаще в виде стек-лянного баллона 1, из которого откачан воздух. Часть внутренней по-верхности баллона, покрытая светочувствительным слоем, содержащим щелочной металл, является катодом К. Анод А выполняется в виде металлического кольца, расположенного в центре баллона. В вакуумных фотоэлементах остаточное давление газа в баллоне около мм рт.ст. В фотоэлементе СЦВ используется сурьмяно-цезиевый катод.

       
 
   
 

 

 

 

 

При включении фотоэлемента в электрическую цепь (см. рис. 2.1) и освещении катода, фотоэлектроны, вырванные с поверхности металла, перемещаются под влиянием электрического поля к аноду. В цепи появляется фототок

i. Зависимость фототока от напряжения между анодом и катодом при неизменном световом потоке Ф (или освещенности E) называется вольт-амперной характеристикой фото-элемента. Схематически эта зависимость приведена на рис. 2.2.

Если освещать катод неизменным световым потоком Φ ( ) и изменять напряжение U между катодом и анодом, то сначала c ростом U фототок резко возрастает, затем возрастание уменьшается и, наконец, прекращается. Фототок достигает некоторого максимального значения, называемого током насыщения , который обусловлен тем, что все фотоэлектроны, вырываемые с поверхности катода, достигают анода.

Как видно из вольт-амперной характеристики даже при в цепи течёт ненулевой фототок . Существование тока является следствием того, что электроны, выбитые светом из катода, обладают некоторой начальной скоростью , а значит, и отличной от нуля кинетической энергией. Некоторые из них могут достичь анода даже в отсутствии внешнего электрического поля. Для того чтобы фототок стал равен нулю, необходимо приложить обратное –

задерживающее напряжение . При ни один из электронов не сможет преодолеть задерживающего поля и достигнуть анода. Следовательно



. (2.6)

Таким образом, измерив задерживающее напряжение , можно определить максимальную скорость и кинетическую энергию фотоэлектронов.

Если при постоянном напряжении ( ) изменять величину светового потока, падающего на катод, то обнаружим пропорциональность между фототоком i и световым потоком. В области насыщения тока имеет место прямая пропорциональность:

. (2.7)

Коэффициент γ, (ампер на люмен), называется чувствитель-ностью фотоэлемента. Чувствительность – основная характеристика фотоэлемента. При определении чувствительности γ необходимо знать величину светового потока Ф. Если освещенность фотокатода E, площадь поверхности фотокатода S, то падающий световой поток .

Пусть фотокатод освещается лампой накаливания, удаленной от него на расстояние

r(см. рис. 2.3). Лампу можно считать изотропным точечным источником, сила света которого . В этом случае

. (2.8)

Следовательно,

. (2.9)

Чувствительность вакуумных фотоэлементов составляет величину порядка .

 

Принцип работы фотоэлемента

Принцип работы фотоэлемента

Примеров использования солнечной энергии великое множество. Это и солнечная энергетика и сельское хозяйство, фотоэлектрические системы и, наконец, фотосинтез без которого не было бы жизни. Одним из важных современных технологических решений является преобразование энергии Солнца в источник электрической энергии. В основу этого преобразования заложен принцип работы солнечного элемента.

Принцип получения электроэнергии

Батареи собраны из некоторого количества элементов, в которых энергия солнечного излучения преобразуется в электрическое напряжение. Каждый из упомянутых элементов – это фотодиод, изготовленный из специального полупроводящего материала.

Каждый элемент батареи состоит из двух частей. Обе части – это определенным образом обработанный полупроводниковый материал.

Электроны в полупроводниках расположены в определенных диапазонах по энергии, диапазоны называют зонами. В каждой упомянутой части, как во всяком полупроводнике, существует заполненная зона, проводимости и разделяющая их зона. Если электрон находится в зоне проводимости, он может перемещаться. В заполненной зоне электроны вообще неподвижны. Но, если электрону сообщить добавочную энергию, он перейдет в зону проводимости и сможет перемещаться.

Возможен также переход электронов из заполненной на какой-нибудь уровень в промежуточной зоне. В обоих случаях в заполненной зоне окажется пустой уровень. На этот уровень может перейти другой электрон, оставив свой уровень незаполненным. Последний может занять соседний из этой же зоны, вместо того следующий и т.д.

Таким образом, перемещение зарядов в заполненной зоне приведет к тому, что электроны  тоже могут проводить ток. Такие создающие ток заряды, в отличие от электронов в зоне проводимости, называют дырками, так как при перемещении  в этом случае перемещается дырка – в место, где нет электрона.

А теперь представим себе, что мы соединили друг с другом полупроводники, в одном из которых электрический ток проводят электроны, а в другом – дырки.  Падение солнечных лучей на элемент сгенерирует неравновесные электронно-дырочные пары с образованием тока.

Электрические процессы в такой паре весьма сложны. Поэтому упростим их насколько возможно, для этого положим, что освещается только один из двух полупроводников, скажем для определенности тот, в котором ток проводят свободные электроны. Тогда при соединении двух полупроводников, благодаря тому, что электроны совершают тепловое движение, часть из них перейдет в дырочный полупроводник. Значит, в электронном полупроводнике возникает недостача зарядов, и он благодаря этому получит положительный заряд.

Дырочный же полупроводник, получивший электроны от соседа, очевидно, получит отрицательный заряд.

А для внешней цепи соединение двух таких полупроводников будет как источник напряжения, и будет создавать во внешней цепи ток, который нужен для движения чего-либо.

Это практический пример использования солнечного электричества, который положен в основу и принцип работы солнечных элементов и батарей в целом.

Фотоэффект, применение в технике фотоэлементов

На протяжении почти всего XIX века ученые наблюдали странное поведение веществ, металлов и электролитов под действием на них прямого света. Эти вещества увеличивали свою проводимость. Первым, кто смог собрать и обосновать данное явление, был Альберт Эйнштейн. Он доказал, что свет существует в виде квантовых порций и может оказывать влияние на некоторые элементы, увеличивая проводимость, то есть высвобождая свободные электроны.

Фотоэффект

Фотоэффектом называют явление испускания веществом свободных электронов под воздействием света или другого электромагнитного облучения. Протекает он в твердых веществах и конденсированных жидкостях. Применение фотоэффекта привело к открытию и обоснованию квантовой теории. На основе этой теории удалось объяснить закономерности фотоэффекта.

Из этой теории выходит, что свободный электрон облучаемого вещества не может поглотить фотон, отдаваемый излучателем, ввиду того, что невозможно соблюдение законов сохранения энергии и импульса. Связь электрона вещества с окружением обуславливает фотоэффект в молекулах и конденсированной среде. Такая связь характеризуется ионизирующей энергией, так называемой энергией выхода электрона. Применение фотоэффекта в настоящее время на практике очень широко.

Виды фотоэффекта

Внешним фотоэффектом называют явление испускания электронов под воздействием электромагнитного излучения. При этом электроны, выходящие из вещества, называются фотоэлектронами, соответственно, электрический ток в нем называется фототоком. Непосредственно элемент в аппарате, подвергающийся облучению и отдающий электроны, называется фотокатодом. Спектральная характеристика фотокатода - это зависимость чувствительности к воздействию от частоты и длины волны излучения.

Внутренним фотоэффектом называют перераспределение внутри вещества согласно энергетическим особенностям. Применение фотоэффекта внутреннего объяснило явление фотопроводимости, то есть изменения концентрации заряда в веществе под воздействием излучения, при этом выход электронов не происходит.

Фотовольтаический эффект возникает под воздействием конкретно электромагнитного излучения на вещество со свободными электронами.

Ядерный фотоэффект возникает при поглощении ядром атома гамма-излучения при неизменном нуклонном количестве. При этом происходит распад ядра и выход ядерной энергии.

Фотоэлемент

Широкое применение фотоэффекта стало возможным благодаря изобретению фотоэлемента.

Он применяется как оптический датчик на станках, позволяя обрабатывать сложнейшие детали без применения человеческого труда согласно созданным для этого программам.

Также в кино фотоэлемент считывает запись с пленки, преобразуя ее в звук.

Фотоэлементы и их применение намного упрощают нашу жизнь как потребителей электроэнергии.

Связано это с тем, что они широко используются в таких аппаратах, как солнечные батареи. В них прямое солнечное излучение попадает на вещество, преобразуясь в электрический ток.

Принцип действия и устройство вакуумных фотоэлементов

Он основан на использовании внешнего фотоэффекта, при котором падающий на поверхность материала лучистый поток вызывает эмиссию электронов в вакуум. Эти фотоэлектроны увлекаются внешним электрическим полем, создающимся приложенным напряжением между двумя электродами.

При этом роль катода играет фоточувствительный слой (фотокатод). Вторым электродом является анод. Фотоэлектроны под действием приложенного напряжения устремляются к аноду, создавая ток во внешней цепи.

Эмиссия электронов из фотокатода порождается следующими процессами: поглощением падающего фотона, которое приводит к передаче энергии фотона к электрону; диффузией возбужденного электрона к поверхности твердого тела; прохождением электрона через поверхностный потенциальный барьер в вакуум.

Энергия, необходимая для преодоления потенциального барьера, называется работой выхода.

Эмиссионная способность материала характеризуется квантовым выходом, равным отношению числа освобожденных электронов к числу падающих фотонов. Величина квантового выхода будет тем больше, чем выше эффективность первых двух этапов фотоэмиссии и чем меньше работа выхода. Удачным сочетанием таких качеств обладают некоторые сложные полупроводники, являющиеся эффективными фотокатодами.

Анализ показывает, что для данного материала существует оптимальная длина волны, на которой наблюдается максимальное значение квантового выхода.

В соответствии с законом Столетова, величина фототока пропорциональна потоку излучения, поглощенному веществом. максимальная же кинетическая энергия фотоэлектронов тем больше, чем больше частота падающего излучения и не зависит от величины потока излучения (закон Эйнштейна).

, (28)

где – работа выхода электрона;

h – постоянная Планка.

Из этой формулы следует, что внешний фотоэффект наблюдается только для излучения, длина волны которого меньше красной границы фотоэффекта, определяемой выражением

. (29)

Вакуумный фотоэлемент с внешним фотоэффектом представляет собой стеклянный вакуумированный баллон, на одну из стенок которого наносится фотокатод. Роль анода выполняет металлическая пластинка или кольцо, находящиеся в центре баллона. В некоторых конструкциях фотоэлементов, предназначенных для измерения слабых потоков, имеется третий вспомогательный электрод – охранное кольцо, помещаемое таким образом, чтобы улавливать токи утечки по баллону между выводами катода и анода. Баллон выполняется полностью из стекла или имеет окно для прохождения регистрируемого излучения из увиолевого стекла или кварца, или сапфира.

Конструктивно все фотоэлементы можно разделить на четыре группы.

1 Фотоэлементы с массивными непрозрачными фотокатодами, освещаемыми с фронта (рисунок 9, а). Они применяются для сфокусированных световых потоков, постоянных или модулированных с небольшой частотой.

а – с массивным фотокатодом; б – измерительного фотоэлемента с торцевым фотокатодом и охранным кольцом; в – сильноточного коаксиального фотоэлемента; 1 – фотокатод; 2 – анод; 3 – вывод фотокатода; 4 – вывод анода; 5 – охранное кольцо.

Рисунок 9 – Схема вакуумного фотоэлемента

Такие фотоэлементы используются в звуковом кино, фототелеграфии и контрольно-измерительной технике. Сферическая форма баллона является оптимальной, так как отраженное от поверхности фотокатода излучение снова попадает на соседние участки фотокатода.

2 Измерительные фотоэлементы (рисунок 9, б) используются в фотометрии для измерения слабых световых потоков, медленно меняющихся по величине или модулированных с определенной частотой. Они выполняются как с массивным фотокатодом, так и с торцевым полупрозрачным. Они, как правило, имеют охранное кольцо.

3 Специальные сильноточные фотоэлементы коаксиальной конструкции (ФЭК), предназначенные для регистрации лазерных импульсов с длительностью в несколько наносекунд. Для этого фотокатод выполнен в виде плоской пластинки, а анод в виде сетки располагается перед фотокатодом. Вся конструкция фотоэлемента выполнена в виде отрезка коаксиальной линии, согласованной с коаксиальным кабелем. Такие фотоэлементы имеют линейную световую характеристику для фототоков вплоть до нескольких ампер. Для снижения времени пролета электронов анодное напряжение увеличивают до 2-5 кВ. а расстояние между анодом и фотокатодом уменьшают до нескольких миллиметров.

4 Газонаполненные фотоэлементы, в которых для повышения интегральной чувствительности прибегают к усилению первичного фототока с помощью инертного газа, которым наполняется баллон фотоэлемента. В газе под воздействием приложенного анодного напряжения при движении электронов возникает лавинная ионизация, что вызывает увеличение тока в цепи. Так, чувствительность газонаполненного фотоэлемента ЦГ-4 в 2,5 раза выше, чем у аналогичных вакуумированных.

При выборе типа фотокатода при использовании фотоэлементов в оптико-электронных приборах руководствуются следующими требованиями.

1. Для работы в ИК области пригоден лишь серебряно-кислородно-цезиевый фотокатод. Но он не пригоден для работы со слабыми потоками из-за большой термоэмиссии и малой интегральной чувствительности.

2. Для монохроматических источников выбирают фотокатоды с максимальным квантовым выходом в заданной области спектра. В коротковолновой области спектра используют сурьмяно-цезиевые или бищелочные фотокатоды с пониженной термоэмиссией. В более длинноволновой (600-900 нм) – многощелочные.

3. Многощелочные, а также более простые в изготовлении сурьмяно-цезиевые фотокатоды, сенсибилизированные кислородом, имеют более высокую интегральную чувствительность.

4. В телевидении и других областях, требующих характеристики, близкие к кривой чувствительности глаза, используют висмут-серебряно-цезиевые или сурьмяно-рубидиево-цезиевые фотокатоды.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Фотоэлементы фотосопротивления — Знаешь как

Фотоэлементы фотосопротивленияВ конце прошлого века А. Г. Столетов исследовал явление фотоэффекта, установил его основные закономерности и создал первый фотоэлемент.

Фотоэлементом называется прибор, предназначенный для преобразования световой энергии в электрическую.

Различают внешний и внутренний фотоэффект.

Внешний фотоэффект заключается в том, что световой лоток, проникая в вещество, отдает ему свою энергию. В результате у части электронов энергия возрастает и становится достаточной для совершения работы выхода, таким образом будет иметь место выход электронов с поверхностного слоя вещества, т. е. фотоэлектронная эмиссия.

Внешний фотоэффект используется в вакуумных и газонаполненных фотоэлементах и фотоэлектронных умножителях.

Рис. 13-65. Фотоэлемент с внешним фотоэффектом.

Внутренний фотоэффект заключается в том, что энергия светового потока, полученная веществом, увеличивая энергию отдельных электронов, вызывает ионизацию части атомов и образование новых носителей зарядов (свободных электронов и дырок), вследствие чего или возникает внутренняя э. д. с, или возрастает проводимость вещества.

Внутренний фотоэффект используется в фотоэлементах с запирающим слоем или вентильных и в фотосопротивлениях.

Схема включения фотоэлемента с внешним фотоэффектом

Вакуумный кислородно-цезиевый фотоэлемент (рис. l3-65) состоит из стеклянной колбы, в которой создан вакуум. Внутренняя поверхность ее, за исключением «окна» для прохождения света в колбу, покрывается слоем серебра (подложка), на который наносится слой окиси цезия. Слой серебра и покрывающий его полупроводниковый слой являются катодом фотоэлемента. Анодом служит металлическое кольцо, расположенное в центре колбы.

Рис. 13-66. Схема включения фотоэлемента с внешним фотоэффектом.

Кроме рассмотренного вакуумного фотоэлемента изготовляются еще сурьмяно-цезиевые вакуумные фотоэлементы, у которых подложка выполнена из сурьмы, на которой и наносится полупроводниковый слой.

Газонаполненные фотоэлементы изготовляются только кислородно-цезиевыми. Они отличаются от вакуумных только тем, что колба после создания в ней вакуума заполняется обычно аргоном при низком давлении.

Вольт-амперная характеристика вакуумного фото элемента

Рис. 13-67. Вольт-амперная характеристика вакуумного фото элемента.

При включении источника питания (рис. 13-66) между анодом и катодом фотоэлемента создается электрическое поле. Если через окно фотоэлемента на его катод будет падать световой поток, то эмиттированные электроны под действием поля будут перемещаться от катода к аноду и в цепи установится фототок, который будет продолжаться в течение всего времени освещения катода.

Величина фототока зависит от светового потока, напряжения источника питания и сопротивления нагрузки. Вольт-амперная характеристика вакуумного фотоэлемента (рис. 13-67) показывает, что при постоянном световом потоке при увеличении напряжения фототок сначала растет, а затем остается почти неизменным.

Световая характеристика вакуумного фотоэлемента

Рис. 13-68. Световая характеристика вакуумного фотоэлемента.

Световая характеристика вакуумного фотоэлемента (рис. 13-68), дающая зависимость фототока от светового потока, показывает, что число эмиттированных электронов, а следовательно, и фототок пропорциональны световому потоку, падающему на катод фотоэлемента.

Отношение фототока выраженного в микроамперах, к световому потоку, выраженному в люменах (лм)1,носит название чувствительности фотоэлемента. Для вакуумных фотоэлементов она имеет значение 20 ÷100 мка/лм.

Газонаполненные фотоэлементы вследствие ионизации газа между электродами имеют чувствительность в 4—5 раз большую по сравнению с вакуумными фотоэлементами. Газонаполненные элементы обладают заметной инерцией.

Схема фотоэлектронного умножителя

Рис. 13-69. Схема фотоэлектронного умножителя.

Фотоэлектронный умножитель — это фотоэлемент с внешним фотоэффектом, фототок которого усиливается за счет вторичной электронной эмиссии.

В стеклянном баллоне (рис. 13-69), кроме катода К и анода А, расположен ряд вторичных катодов-эмиттеров К1, К2 и т. д., поверхность которых покрыта эмиссионным составом. Каждый следующий друг за другом катод имеет потенциал примерно на 100 в выше предыдущего. Каждый вторичный катод излучает большее число электронов, чем число первичных, его бомбардирующих. Отношение числа вторичных электронов к числу первичных называется коэффициентом вторичной эмиссии а, имеющим значение 3—4. Таким образом, выходной ток фотоумножителя с п вторичными катодами будет σn.

Внешний вид фотоэлемента с запирающим слоем

Рис. 13-70. Внешний вид фотоэлемента с запирающим слоем.

Чувствительность фотоумножителя достигает 1 а/лм.

К недостаткам фотоэлектронного умножителя относятся старение — понижение чувствительности с течением времени и необходимость применять высокое напряжение.

Фотоумножитель дает возможность в ряде случаев обойтись без применения усилителей.

Работа фотоэлемента с запирающим слоем или вентильного основана на использовании запирающего слоя между полупроводниками с проводимостью рис проводимостью п.

При освещении фотоэлемента происходит увеличение энергии отдельных электронов за счет получения ее от светового потока. Это вызывает ионизацию части атомов и образование новых носителей зарядов: электронов и дырок. Под действием электрического поля перехода ؏(пер) образующиеся электроны уходят в слой n, дырки — в слой р. Это приводит к избытку дырок в слое р и электронов в слое п. Возникающая разность потенциалов (э.д.с.) межу, слоями р и п вызывает ток I во внешней цепи от слоя р rк слою п. Величина этого тока пропорциональна количеству электронов и дырок и, следовательно, световому потоку.

Схема фотоэлемента с запирающим слоем

Рис. 13-71. Схема фотоэлемента с запирающим слоем.

Внешний вид и схема устройства фотоэлемента с запирающим слоем показана на рис. 13-70 и 13-71.

На тонком стальном или алюминиевом диске нанесен слой полупроводника с р проводимостью, например селен, сверху накладывается тонкий полупрозрачный слой полупроводника с п проводимостью или полупрозрачный слой металла, например серебро. Поверх накладывается защитная прозрачная пленка. Запирающий слой возникает в слое полупроводника, прилегающем к полупрозрачному слою.

В качестве полупроводников применяются: селен, закись меди, сернистый таллий, сернистое серебро, кремний и др.

Кремниевый фотоэлемент состоит из пластины кремния с примесью, имеющей п проводимость. На поверхность пластины путем диффузии в вакууме вводят примесь бора, образуя область толщиной порядка 2 мк с р проводимостью.

Батареи кремниевых элементов носят название солнечных батарей и применяются для непосредственного преобразования солнечной энергии в электрическую, имея к. п. д. около 10%. Они, в частности, применяются на искусственных спутниках земли для питания радиостанции.

Фотоэлементы с запирающим слоем имеют высокую чувствительность (до 10 ма/лм). Преимущество их перед другими фотоэлементами заключается в том, что они не требуют источника питания.

Фотоэлементы нашли широкое применение в самых различных областях электроники, автоматики, телевидения, звуковом кино, в измерительной технике и т. д.

Схема фотореле

Рис. 13-72. Схема фотореле.

В качестве примера на рис. 13-72 дана схема простейшего фотореле.

Свет от лампы 1, попадая в окно фотоэлемента 2, вызывает фототок Iф. Этот ток на сопротивлении rссоздает падение напряжения Iфrс. Поэтому потенциал сетки лампы ниже потенциала катода этой лампы и анодная цепь лампы заперта, тока в катушке контактора нет и контакты 5 в рабочей цепи разомкнуты.

Появление предмета, прерывающего доступ света к фотоэлементу, вызовет исчезновение тока Iф и падение напряжения Iфrс. Лампа отпирается и анодный ток, проходя по катушке контактора, вызовет замыкание контактов в рабочей цепи.

Такое фотореле применяют для автоматического счета изделий, проходящих по конвейеру, для ограждения опасной и запретной зоны пространства и т. д.

Фотосопротивлением (фоторезистором) называется прибор, электрическое сопротивление которого изменяется под действием света.

Схема устройства и включения фотосопротивления показана на рис. 13-73.

На тонкую пластинку 1 из стекла, керамики или слюды наносится полупроводниковый слой 2Для включения в цепь на полупроводниковый слой наносятся контакты 3. Для защиты от влаги полупроводниковый слой покрывается прозрачным лаком.

При защищенном от света фотосопротивлении через него проходит малый ток, называемый «темновым». При освещении фотосопротивления через него идет «световой» ток. Световой ток увеличивается с увеличением светового потока (освещенности).

Схема устройства и включения фотосопротивления

Рис. 13-73. Схема устройства и включения фотосопротивления.

Разность между световым и темновым током называется фототоком.

Фотосопротивления изготовляются из разных полупроводниковых материалов: сернистого свинца, сернистого висмута, сернистого кадмия и др.

Чувствительность фотосопротивления выше, чем у вакуумных фотоэлементов с внешним фотоэффектом, и достигает 100 ма/лм.

Фотосопротивления обладают значительной инерцией, а также нелинейной зависимостью от светового потока. Фотосопротивления широко применяются в промышленной электронике, автоматике, измерительной технике и др.

 

Статья на тему Фотоэлементы фотосопротивления

Устройство и действие вакуумного фотоэлемента

 Фотоэлемент  -  двухэлектродный электровакуумный прибор, служащий для преобразования световых сигналов в электрические.

Фотоэлемент состоит из стеклянного баллона с двумя электродами в нем, катодом и анодом.  Электроды выводятся в виде жестких штырей в общий цоколь или разносятся в два самостоятельных цилиндрических вывода. Катод - слой металла с малой работой выхода, покрывающий часть внутренней поверхности баллона. Анодом служит проволочное кольцо (сетка, петля из тонкой проволоки), расположенное так, чтобы не мешать освещению катода. В центре баллона находится небольшое металлическое кольцо - анод фотоэлемента. Чтобы электроды фотоэлемента не окислялись, воздух из баллона выкачан и добавлено небольшое количеством химически инертного газа (гелия), повышающего также чувствительность фотоэлемента.


Рис. Принципиальная схема включения фотоэлемента в электрическую цепь. Здесь V - фотоэлемент; R - нагрузка, GB - источник высокого постоянного напряжения (примерно 250 В).

Если к аноду и катоду подключить батарею и чувствительный электроизмерительный прибор - гальванометр, то при освещении фотоэлемента стрелка гальванометра отклонится. Значит, внутри баллона фотоэлемента течет ток. Дело в том, что свет, падая на поверхность катода, выбивает с его поверхности электроны. Анод подключен к «плюсу» батареи и поэтому электроны притягиваются к нему.
Следовательно, электроны из катода попадают на анод, во внешней цепи появляется электрический ток, заставляющий стрелку гальванометра отклониться. Инертный газ в баллоне увеличивает ток, т. к. электроны, летящие от катода к аноду, сталкиваются с атомами газа и выбивают из них новые электроны, которые также летят к аноду. Образовавшиеся положительные ионы летят к катоду. В результате общий заряд, проходящий между анодом и катодом, получается больше, чем в вакууме. 

Изменяя освещенность фотоэлемента, можно регулировать силу тока. Чем сильнее освещен катод, тем больше электронов вырывается из него и тем больше будет сила тока во внешней цепи. Ток через фотоэлемент при сильной освещенности катода и высоком напряжении на аноде составляет сотни микроампер. В последнее время вместо вакуумных фотоэлементов используются полупроводниковые приборы, например, фотодиоды, фототранзисторы, фоторезисторы и др.

Полупроводниковый фотодиод имеет небольшие размеры, по сравнению с хрупким стеклянным баллоном фотоэлемента. Конструкция фотодиода мало чем отличается от полупроводникового диода: p-n-переход между двумя полупроводниковыми кристаллами с разной электрической проводимостью. При освещении фотодиода один его электрод заряжается положительно, а другой - отрицательно. Если к электродам, соединенным с кристаллами подключить нагрузку, например резистор, то через него потечет постоянный ток. Следовательно, в фотодиоде световая энергия непосредственно превращается в электрическую. 

При освещении светом рабочей (светочувствительной) поверхности фоторезистора, его сопротивление уменьшается во много раз.

Вакуумный фотоэлемент - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Вакуумный фотоэлемент

Cтраница 1


Вакуумные фотоэлементы обладают меньшей инерционностью по сравнению с газонаполненными и поэтому их применение значительно удобнее.  [2]

Вакуумные фотоэлементы, характеристики которых наиболее устойчивы, применяются весьма широко, в том числе и в прецизионных устройствах, например в автоматических спектроанализаторах. Чувствительность этих фотоэлементов составляет 20 - 80 мка / лм, но так как рабочие световые потоки обычно малы, то отдача тока лежит в пределах 10 - 7 - 10 - 13 а. Благодаря тому что внутреннее сопротивление вакуумных фотоэлементов велико, имеется возможность применять УПТ с большим входным сопротивлением, что, как будет показано ниже, облегчает задачу усиления столь малых токов.  [3]

Вакуумные фотоэлементы практически безынерционны - электроны эмиттируют с поверхности фотокатода через 10 - 10 - 10 - 9 с после воздействия фотонов.  [5]

Вакуумный фотоэлемент с кислородно-цезиевым катодом, как видно из рис. 4.5 ( кривая 2), имеет два селективных максимума: один лежит в инфракрасной ( длинноволновой), другой - в, ультрафиолетовой ( коротковолновой) области спектра. Вакуумный фотоэлемент с сурьмяно-цезиевым катодом имеет спектральную характеристику 3, селективный максимум которой лежит вблизи границы между видимой и ультрафиолетовой частями спектра. Спектральная характеристика 4 относится к одному из типов фотосопротивлений - сернисто-кадмиевому.  [7]

Вакуумные фотоэлементы и фотоумножители применяют во всех приборах с фотоэлектрической регистрацией спектра, которые предназначены для работы в видимой и ультрафиолетовой области. В установках для пламенной фотометрии обычно применяют фотоумножители.  [8]

Вакуумные фотоэлементы и фотоумножители основаны на внешнем фотоэффекте. Поэтому границу чувствительности нельзя продвинуть достаточно далеко в сторону длинных волн, так как работу выхода электронов не удается достаточно сильно уменьшить. Легче осуществляется переход электронов между двумя веществами с разной работой выхода в фотоэлементах с запирающим слоем. Эти фотоэлементы не требуют внешнего источника тока и имеют чувствительность значительно большую, чем вакуумные. Их применяют в видимой и в самом близком участке инфракрасной области для измерения сравнительно больших световых потоков. К ним, например, относятся селеновые фотоэлементы, которые применены в микрофотометрах. Для измерения очень слабых световых потоков ими пользуются редко, так как трудно усилить фототок из-за низкого внутреннего сопротивления этих фотоэлем

Фотоэлемент вакуумный - Энциклопедия по машиностроению XXL

Фотоэлемент вакуумный — см. фотоэлемент электронный.  [c.163]

Фотоэлемент 163 Фотоэлемент вакуумный — см.  [c.766]

Вакуумные фотоэлементы. Вакуумный фотоэлемент представляет собой прозрачный баллон сферической или цилиндрической формы, изготовленный из стекла или кварца. Внутренняя поверхность баллона почти вся покрыта светочувствительным слоем. Последний состоит из подложки в виде, например, топкого слоя серебра, нанесенного на поверхность баллона, которая затем подвергается обработке кислородом в парах цезия. Так получают фотоэлементы с кислородно-цезиевым сложным катодом. Анодом у вакуумных фотоэлементов служит либо кольцеобразная проволочка в случае сферической формы баллона, либо прямая нить, расположенная вдоль оси баллона, в случае баллонов цилиндрической формы (рпс. 227). Выводы катода и анода впаиваются в стекло. Кроме упомянутого типа фотоэлементов со сложным кислородно-цезиевым катодом, выпускаются вакуумные фотоэлементы со сложным сурьмяно-цезиевым катодом.  [c.299]


Неодинаковые свойства глаз разных наблюдателей, их изменяемость во времени, а также трудоемкость визуальных измерений привели к широкому применению физич. (объективной) Ф. В качестве приемников и 3 луче н и я в физической Ф. применяют селеновые фотоэлементы, вакуумные фотоэлементы с внешним фотоэффектом, фотоэлектронные умножители, фотоматериалы и др. Кривые спектральной чувствительности этих приемников излучения отличаются от кривой видности. Поэтому для приведения кривых чувствительности к кривой видности перед светочувствительной поверхностью приемника излучения помещают соответствующий цветной светофильтр. Из физич. приемников излучения наибольшее применение в Ф. нашли селеновые фотоэлементы вследствие сравнительно высокой чувствительности (400— 500 мка/лм) и наибольшей близости относительной спектральной чувствительности к v .  [c.344]

Фотоэлемент вакуумный с кислородно-серебряно-цезиевым фото к ато Дом. .......... 0,4— ,1 0,8 1,24 30—50 5-10- 40  [c.452]

Фотоэлемент 163 Фотоэлемент вакуумный — см. Фотоэлемент электронный  [c.766]

Для обеспечения высокой чувствительности измерений нужно аравиль.чо выбрать тип фотокатода, конструкцию фотоэлемента, условия его эксплуатации. Обычно эти данные приводятся в паспорте фотоэлемента. Чувствительность фотоэлемента характеризуют силой фототока при стандартных условиях освещения. Вакуумные фотоэлементы обычно имеют чувствительность 50 — 80 мкА/лм.  [c.437]

История создания фотоэлементов насчитывает уже более 100 лет. Первый фотоэлемент, основанный на внутреннем фотоэффекте и использующий явление фотопроводимости, был построен в 1875 г., первый же вакуумный фотоэлемент, основанный на внешнем фото-Э1 )фекте, был построен в 1889 г. Промышленное производство вакуумных фотоэлементов в Советском Союзе было организовано П. В. Тимофеевым в 1930 г. Интересно отметить, что фотоэлементы, использующие внешний фотоэффект, раньше приобрели широкое развитие, хотя внутренний фотоэффект был открыт по крайней мере на 50 лет раньше. Только в сороковых годах нашего столетия благодаря бурному развитию физики полупроводников и деталь-  [c.649]

Очевидно, те же технические характеристики, что и у вакуумных фотоэлементов, а также коэффициент усиления и его зависимость от питающего напряжения полностью характеризуют ФЭУ.  [c.651]

В настоящее время последние повсеместно вытесняют вакуумные фотоэлементы. К недостаткам ФЭУ следует отнести необходимость применения источника высоковольтного и стабилизированного питания, несколько худшую стабильность чувствительности и большие шумы. Однако путем применения охлаждения фотокатодов и измерения не выходного тока, а числа импульсов, из которых каждый соответствует одному фотоэлектрону, эти недостатки могут быть в значительной степени подавлены.  [c.651]


Так как электронная лампа — это сердце схемы, то ясно, насколько важен правильный выбор электронных ламп, стойких к интенсивному излучению. Для удобства разделим электронные лампы на четыре класса 1) вакуумные, или жесткие , лампы, к которым относятся также миниатюрные, сверхминиатюрные и мощные лампы в керамическом или стеклянном корпусе 2) газонаполненные, или мягкие , лампы, в которые после откачки воздуха вводится специальный газ под давлением от 1 до 500 мкм, 3) светочувствительные лампы тина фотоэлементов и фотоумножителей и 4) специальные лампы, применяемые в микроволновых схемах.  [c.324]

Фотоэлементы (Ф), основанные на внешнем фотоэффекте, изготовляются вакуумными или газонаполненными. Парамет-  [c.562]

Помимо ФЭУ в качестве фоторегистратора могут использоваться вакуумный (в интегральном режиме) или полупроводниковый фотоэлементы. В первых экспериментах при регистрации ос-частиц с помощью ZnS световые вспышки регистрировались непосредственно глазом.  [c.38]

Для работы селенового фотоэлемента, как и для вакуумного фотоэлемента, требуется внешний источник питания. К сожалению, в отличие от вакуумного селеновый фотоэлемент пропускает заметный ток даже в темноте. В некоторых фотоэлементах ток при освещении превышает темповой ток в 25 раз, но чаще ток при освещении возрастает в 8— 10 раз.  [c.651]

Вакуумный фотоэлемент обладает постоянной чувствительностью и хорошо подходит для измерительных применений, но он менее чувствителен, чем газонаполненный. Чтобы повысить об-  [c.357]

Вакуумный или газонаполненный кислородно-цезиевый фотоэлемент нельзя нагревать выше 70° С. Если возникает опасность перегрева, то фотоэлемент прикрывают теплозащитным фильтром или охлаждают циркуляционной водой или обдуванием воздухом. Фототок кислородно-цезиевых фотоэлементов обычно усиливают напряжение с нагрузочного сопротивления подают на вход усилителя, который в ряде случаев может быть весьма простым. Рис. 262 дает пример типичной схемы однофазного автомата, питаемого постоянным током.  [c.358]

Фотоэлектрический пирометр Дженерал Электрик Компани состоит из сочетания вакуумного фотоэлемента, чувствительного к инфракрасным лучам, вакуумного усилителя и тиратронов [Л. 744—745]. Принцип действия прибора основан на законах излучения черного тела. Рис. 272 показывает начало кривых излучения при различных температурах для сопоставления дана кривая спектральной чувствительности вакуумного кислородно-цезиевого фотоэлемента.  [c.365]


Простейшим прибором, работающим иа основе пспользования фотоэффекта, явл гется вакуумный фотоэлемент. Вакуумный фотоэлемент состоит из стеклянной колбы, снабженной двумя электрическими выводами. Внутренняя поверхность колбы частично покрыта тонким слоем металла. Это покрытие служит катодом фотоэлемента. В центре баллона расположен анод. Выводы катода и анода подключаются к источнику постоянного напряжения. При освещении катода с его поверхности вырываются электроны. Этот процесс называется внешним фотоэффектом. Электроны движутся под действием электрического поля к аноду. Б цепи фотоэлемента возникает электрический ток, сила тока пропорциональна мощности светового излучения. Таким образом фотоэлемент преобразует энергию светового излучения в энергию электрического тока.  [c.304]

Фотолампа бегущей волны 1.163 Фоторезистор 1.163 Фотосопротивление — см. Фоторезистор Фототиристор 1.163 Фототранзистор 1.163 Фототриод — см. Фототранзистор Фотоэлемент 1.163, 5.148, 149 Фотоэлемент вакуумный, — см. Фотоэлемент электронный  [c.661]

Все перечисленные выше П. п. могут быть разделены на две. большие группы собственно П. п. и приборы газонаполненные. В первых мы имеем гл. обр. электронные токи, во вторых главное значение имеют ионные токи, хотя электронные токи в них также присутствуют, поэтому первые м. б. названы электронными П.п., вторые—ионными. К электронным П.п. (с высоким вакуумом) относятся кенотроны, электронные лампы, ретгеновские трубки, некоторые типы фотоэлементов, вакуумные лампы накаливания. К ионным газонаполненным приборам относятся выпрямители ртутные и газовые, газонаполненные лампы накаливания, газосветные трубки, ртутные кварцевые ламны, газовые реле, нек-рые типы фотоэлементов. Далее как электронные, так и ионные П. lu  [c.271]

Фотоэлемент, вакуумный — см. фотоэлемент электронный. Фотоэлемент вентильный — полупроводниковый прибор, генери- ( ошй э. д1 с. под действием падающего на него света фотодиод, ра-)та1рщий в вентильном режиме, селеновый фотоэлемент и др. Фотоэлемент газонаполненный — см. фотоэлемент лонный.  [c.163]

Огромное разнообразие задач, решаемых с помощью фотоэлементов, вызвало к жизни чрезвычайно большое разнообразие типов фотоэлементов с различными техническими характеристиками. Выбор оптимального типа фотоэлементов для решения каждой конкретной задачи основывается на знании этих характеристик. Для фотоэлементов с внешним фотоэффектом (вакуумных фотоэле-.. ментов) необходимо знание следующих характеристик рабочая область спектра относительная характеристика спектральной чувствительности (она строится как зависимость от длины волны падающего света безразмерной величины отношения спектральной чувствительности при монохроматическом освещении к чувствительности в максимуме этой характеристики) интегральная чувствительность (она определяется при освещении фотоэлемента стандартным источником света) величина квантового выхода (процентное отношение числа эмиттированных фотоэлектронов к числу падающих на фотокатод фотонов) инерционность (для вакуумных фотоэлементов она определяется обычно через время пролета электронов от фотокатода к аноду). Важным параметром служит также темновой ток фотоэлемента, который складывается из термоэмиссии фотокатода при комнатной температуре и тока утечки.  [c.650]

В зависимости от материала фотокатода и материала колбы фотоэлемента их можно применять в диапазоне 0,2—1,1 мкм. Их интегральная чувствительность лежит в пределах 20—100 мкА на 1 лм светового потока, а термоэмиссия — в пределах 10 — 10" А/см . Очень важным достоинством вакуумных фотоэлементов является их высокое постоянство и линейность связи светового потока с фототоком. Поэтому они длительное время преимущественно использовались в объективной фото.метрии, спектрометрии, спектрофотометрии и спектральном анализе в видимой и ультрафиолетовой областях спектра. Главным недостатком вакуумных фотоэлементов при световых измерениях следует считать малость электрических сигналов, вырабатываемых этими приемниками света. Последний недостаток полностью устраняется в фотоэлектронных умножителях (ФЭУ), представляющих как бы развитие фотоэлементов. ФЭУ были впервые построены в 1934 г.  [c.650]

Спектрометрия в инфракрасной области спектра не может производиться с помощью вакуумных фотоэлементов и ФЭУ по той причине, что совре у1енные фотокатоды имеют красную границу не выше 1100 нм. Однако уже сейчас известны материалы, позволяющие продвинуться до 3—4 мкм. Поэтому в инфракрасной области применяются фотоэлементы, работающие на основе внутреннего фотоэффекта. Сюда следует отнести неохлаждаемые фоторезисторы на основе 1п5Ь, РЬЗе и РЬЗ, которые могут быть использованы до 6 мкм, и глубоко охлаждаемые фоторезисторы на основе германия, легированного золотом, цинком, медью и другими металлами, пригодные до 40 мкм.  [c.652]

Этим видам фотоэффекта соответствуют три основные группы фотоэлементов — приборов, превращающих световую энергию в энергию электрического тока фотоэлементы с внешним фотоэффектом (вакуумные и газонаполненные) фотоэлементы с внутренним фотоэффектом (фотосопротивления или фоторезисторы) фотоэлементы с запирающим слоем (вентильные или нолуиронодниковые).  [c.156]

Вакуумные фотоэлементы основаны на использовании внещнего фотоэффекта. Изготовляются эти фотоэле-  [c.170]

Вентильные фотоэлементы (фотоэлементы с запира-юш,им слоем) основаны на фотогальваническом эффекте (см. рис. 26.15). Существуют вентильные фотоэлементы, например, из селена, нанесенного на железную пластинку, а также сернисто-таллиевые и сернисто-серебряные. Вентильные фотоэлементы обладают рядом достоинств. Как и вакуумные фотоэлементы, они дают фототок, строго пропорциональный интенсивности падающего света. Они обладают большой чувствительностью, в особенности к видимым и инфракрасным лучам. Вентильные фотоэлементы являются единственными в своем роде приборами, преобразующими световую энергию в электрическую. Правда, и вакуумный фотоэлемент дает ток за счет энергии света, но основную работу совершает внешний источник тока — батарея (см. рис. 26.1). В отсутствие света цепь этой батареи разомкнута свет здесь играет в основном роль реле, включающего батарею.  [c.174]

В электротехнике золото используют как контактный материат для коррозионно устойчивых покрытий, для электродов фотоэлементов, для вакуумного напыления пленочных мюсросхем и т. п.  [c.31]

Вольтамперные характеристики 1 = j (и а) при L = onsi приведены на фиг.. S4 / — для вакуумного фотоэлемента 2 — для газонаполненного фотоэлемента.  [c.364]

Усилители постоянных микротоков (УПМТ) служат для усиления постоянных токов величиной от 10 до 10 а. Источниками усиливаемых токов могут быть вакуумные фотоэлементы, ионизационные камеры, фотоэлектронные умножители.  [c.570]

Ряс. 1. Ъшичные конструкции вакуумных фотоэлементов А — выводы анода К — выводы фотокатода ОК — выводы металлического охранного кольца (устанавливается для исключения попадания токов утечки на нагрузку).  [c.368]

В настоящее время промышленное использование рубидия и цезия ограничивается их применением в качестве газопоглотителей (1еттеров) в вакуумных приборах, а также в фотоэлементах. Их вводят в эти прнСоры в виде металлов или чаще всего в виде соли, смешанной с восстановитслем  [c.642]

Использование вакуумных фотоэлементов для измеретгя остаточной бактерицидной облученности основано на их свой стве давать фототок, прямо пропорциойальяый потоку бактеря=-циДных лучей, падающих на магниевый катод фотоэлемента.  [c.85]

Фотоэмиссионные слои широко применяются в разнообразных приемниках, в том числе в вакуумных фотоэлементах, газонаполненных фотоэлементах и ФЭУ. Методы работы с такими фотоприемниками тщательно изучены и широко представлены в литературе [40—47]. В ходе развития ядерной физики огромные усилия были затрачены на разработку ФЭУ для сцинтилляцион-ных счетчиков [48], важными характеристиками которых являются высокое быстродействие, большое усиление, большая площадь фотокатода и малые темновые токи.  [c.121]

Поскольку мгновенный выходной сигнал вакуумного фотоэлемента пропорционален мгновенной интенсивности или мощности света, падающего на фотокатод, можно измерять энергию лазерного импульса, интегрируя выходной сигнал по времени [51, 52]. Для этого можно измерять площадь кривой зависимости выходного сигнала от времени или предусмотреть интегрирующую электронную схему. Максимальная энергия в импульсе фиксированной длительности, которую можно непосредственно измерить, ограничивается тем уровнем мощности, падающей на фоточувствительную поверхность, начиная с которого выход перестает быть линейным. Предельный уровень мощности большинства вакуумных фотоэлементов порядка 1 вт. Следовательно, при миллисекундных длительностях импульса максимальная измеримая энергия — величина порядка миллиджоулей. Калибровка обычно производится путем сопоставления с калориметром и поглотителем с известными характеристиками.  [c.122]


Фотоэлементы и их применение

Фотоэлементы и их применение Prezentacii.com Выполнил: Студент группы ЭМТЭ-01...

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд Фотоэлементы и их применение Prezentacii.com Выполнил: Студент группы ЭМТЭ-01 Описание слайда:

Фотоэлементы и их применение Prezentacii.com Выполнил: Студент группы ЭМТЭ-01-15 Соколов Олег Геннадьевич Преподаватель: Григорьева А.М. Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Чувашской Республики «Канашский транспортно-энергетический техникум» Министерства образования и молодёжной политики Чувашской Республики.

2 слайд Фотоэлемент — это электронный прибор, который преобразует энергию света в эле Описание слайда:

Фотоэлемент — это электронный прибор, который преобразует энергию света в электрическую энергию

3 слайд ФОТОЭЛЕМЕНТЫ Вакуумные Полупроводниковые Описание слайда:

ФОТОЭЛЕМЕНТЫ Вакуумные Полупроводниковые

4 слайд К – катод; А – проволочная петля (диск). Служит для улавливания фотоэлектроно Описание слайда:

К – катод; А – проволочная петля (диск). Служит для улавливания фотоэлектронов Вакуумные фотоэлементы основаны на внешнем фотоэффекте Вакуумный фотоэлемент - это колба, внутренняя ее поверхность покрыта металлическим слоем, очень тонким и имеющим малую работу выхода (анод). В колбе есть небольшое окошко, сквозь него свет проникает внутрь. По центру колбы находится диск или петля, служащие для приема фотоэлектронов. Анод подсоединяется к положительному полюсу батарейки. Попадание света на катод приводит к возникновению электрического тока, что в свою очередь вызывает включение или отключение реле

5 слайд Кино: воспроизведение звука Фототелеграф, фототелефон Входит в схему фоторел Описание слайда:

Кино: воспроизведение звука Фототелеграф, фототелефон Входит в схему фотореле Применение вакуумных фотоэлементов Фотоэлектрический экспонометр Автоматы в метро

6 слайд Автоматические двери Инфракрасный датчик для дверей Прибор для контроля уличн Описание слайда:

Автоматические двери Инфракрасный датчик для дверей Прибор для контроля уличного освещения Прибор ночного видения

7 слайд Фоторезистор Создают ЭДС и непосредственно преобразуют энергию излучения в эн Описание слайда:

Фоторезистор Создают ЭДС и непосредственно преобразуют энергию излучения в энергию электрического тока Сила тока зависит от интенсивности падающего света и сопротивления нагрузки R Полупроводниковые фотоэлементы основаны на внутреннем фотоэффекте Недостаток фотосопротивлений (фоторезисторов) – их заметная инерционность, поэтому они непригодны для регистрации быстропеременных световых потоков Фоторезистор

8 слайд Если в каком-нибудь полупроводниковом выпрямителе сделать внешний электрод н Описание слайда:

Если в каком-нибудь полупроводниковом выпрямителе сделать внешний электрод настолько тонким, чтобы он был прозрачен для света, то при освещении полупроводника в цепи, в которую он включен, возникает электрический ток. Таким образом, в этих случаях свет является источником ЭДС, т. е. пластинка полупроводника представляет собой генератор электрического тока, в котором световая энергия преобразуется в электрическую а) общий вид установки Фотоэлементы с p-n переходом создают ЭДС порядка 1-2 В. Выходная мощность достигает сотен ватт при КПД до 20%

9 слайд Применение полупроводниковых фотоэлементов Космический корабль Уличное освеще Описание слайда:

Применение полупроводниковых фотоэлементов Космический корабль Уличное освещение Солнечные батареи на электростанции Теплый дом Солнечные батареи для подзарядки электромобилей Солнечные батареи для обеспечения электричеством и подзарядки аккумуляторов  бытовой электроники — калькуляторов, плееров, фонариков и т. п.

Применение полупроводниковых фотоэлементов Космический корабль Уличное освеще

Курс повышения квалификации

Применение полупроводниковых фотоэлементов Космический корабль Уличное освеще

Курс повышения квалификации

Применение полупроводниковых фотоэлементов Космический корабль Уличное освеще

Курс повышения квалификации

Найдите материал к любому уроку,
указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

Выберите категорию: Все категорииАлгебраАнглийский языкАстрономияБиологияВнеурочная деятельностьВсеобщая историяГеографияГеометрияДиректору, завучуДоп. образованиеДошкольное образованиеЕстествознаниеИЗО, МХКИностранные языкиИнформатикаИстория РоссииКлассному руководителюКоррекционное обучениеЛитератураЛитературное чтениеЛогопедия, ДефектологияМатематикаМузыкаНачальные классыНемецкий языкОБЖОбществознаниеОкружающий мирПриродоведениеРелигиоведениеРодная литератураРодной языкРусский языкСоциальному педагогуТехнологияУкраинский языкФизикаФизическая культураФилософияФранцузский языкХимияЧерчениеШкольному психологуЭкологияДругое

Выберите класс: Все классыДошкольники1 класс2 класс3 класс4 класс5 класс6 класс7 класс8 класс9 класс10 класс11 класс

Выберите учебник: Все учебники

Выберите тему: Все темы

также Вы можете выбрать тип материала:

loading

Общая информация

Номер материала: ДВ-508638

Похожие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Вакуумный фотоэлемент - Большая Химическая Энциклопедия

В вакуумном фотоэлементе (рис. 4.93) фотокатод, как правило, является отражательным. Фотоэлектроны собираются на кольцевом аноде с напряжением от нескольких вольт до нескольких киловольт. При квантовой эффективности = 0,2 мы получаем при мощности падающего излучения 10 Вт фототок 10 "А, который можно удобно измерить с помощью пикоамперметра или операционного усилителя. [Pg.204]
Рис. .4.70a. Вакуумный фотоэлемент, б) Непрозрачный фотокатод, в) Полупрозрачный фотокатод ... Fig.4.70a. Vacuum photocell, b) Opaque photocathode, c) Semitransparent photocathode...
В вакуумном фотоэлементе (рис. 4.70) фотокатод, как правило, имеет режим отражения. Фотоэлектроны собираются на кольцевом аноде с ... [Pg.204]

Элемент проявляется в ярком фиолетовом пламени и нескольких красных спектральных линиях. Металл плавится при 38 ° C, очень мягкий и чрезвычайно реактивный (горит на воздухе и бурно реагирует с водой).Рубидий хранится под минеральным маслом. Он подходит в качестве поглотителя (улавливания кислорода) в вакуумных трубках, где он наносится на стекло в качестве зеркала. Его также можно найти в фотоэлементах и ​​люминофорах для экранов (например, для авиадиспетчеров. Не имеет физиологического значения. Радиоактивный рубидий-87 используется для определения возраста в геохронологии (период полураспада примерно 50 миллиардов лет). [Стр. .132]

Фотоумножители представляют собой фотоэлементы на вакуумных трубках с запаянным набором динодов.Каждый последующий динод поддерживается при разности потенциалов 100 В, чтобы фотоэлектроны, испускаемые с поверхности катода, ускорялись M на каждом этапе.Вторичные электроны, выброшенные из последнего динода, собираются анодом и умножаются таким образом, что достигается 10-107-кратное увеличение потока электронов. Это позволяет простым устройствам, таким как амперметры, измерять слабую силу света. Фоновую тепловую задачу можно минимизировать, охладив фотоумножитель. Схема… [Pg.299]

Вакуумные фотолаборы предпочтительнее в качестве детекторов, чем фотоэлементы с барьерным слоем из-за их более высокого отношения сигнал / шум, большей стабильности, более длительного срока службы и отсутствия усталости.Простые лампы предпочтительнее умножителей, поскольку они менее дороги, более стабильны и могут использоваться в более простых схемах. [Pg.1640]

Как и химические актинометры, фотоэлементы должны быть откалиброваны по системе термобатареи-гальванометра. Это необходимо делать часто, так как со временем могут быть некоторые изменения. В этих условиях их можно использовать для измерения абсолютной интенсивности монохроматического света. Для фотохимических исследований лучше всего подходит ячейка фотоэмиссионного типа, которая работает за счет фотоэлектрической эмиссии электронов с облучаемой поверхности.Металлический катод устанавливается либо в вакууме, либо при небольшом давлении одного из инертных газов. Ячейка может включать одиночный фотоэлемент или многоэлементный фотоумножитель. Последний дает усиление примерно в 10 раз. [Стр.62]

Есть две практические трудности. Первый - измерение очень небольшого фототока, который может составлять всего 10 дюймов, требующий использования вибрирующего герконового электрометра или аналогичного прибора. Второй - то, что для работы выхода выше 5 эВ Vq находится в далеком ультрафиолете. .Это очень затрудняет изучение некоторых адсорбций, и 6 эВ - это практический предел таких измерений. Подходящим источником света является кварцевая ртутная дуга. Энергию падающего луча можно измерить с помощью калиброванного фотоэлемента, вакуумной термобатареи или радиометра. Подходящая ячейка для исследований адсорбции показана на рис. 11. Исследуемый образец образует катод B. Это может быть металлическая фольга или пленка, образованная испарением с нити E. Проволока C проплавляется через стекло для установления контакта с... [Pg.201]

Один из первых прецизионных приборов для вакуума или инертной атмосферы был разработан и сконструирован Уайтхедом и Брегером (37). Печь была сконструирована из алундового сердечника, длиной 9 дюймов и внутреннего диаметра 2 дюйма, намотанного проволокой сопротивления Chromel A. Активная зона была защищена четырьмя цилиндрами из листового никеля, установленными на трех стойках, и вся сборка была помещена внутри корпуса размером 12 x 24 дюйма. Колокольчик из пирекса. Все электрические соединения выполнялись через нижнюю часть монтажного основания колпака.Блок образцов был изготовлен с указанными размерами из нержавеющей стали Тип 446 или 309. Скорость нагрева печи контролировалась контроллером Leeds and Northrup Micromax, разность температур регистрировалась на записывающем устройстве Beckman Photocell. [Pg.338]

Для измерений спектральной интенсивности использовались различные типы светочувствительных детекторов, в том числе фотоэлементы барьерного слоя, вакуумные и газовые фотодиоды, а также фотолаборы умножителей. Безусловно, наиболее часто используемым устройством является фотоэлемент умножителя из-за его чрезвычайно высокой чувствительности и точности при питании от источника питания с регулируемым напряжением.Доступны различные фотопринтеры с умножителями, которые имеют максимальный отклик в различных диапазонах длин волн. [Pg.140]

Постоянно присутствующая возможность вредного взаимодействия между схемами генерации и обнаружения побудила Wise et al. В 1953 г. (31) ввести фотометрическую схему обнаружения конечной точки. Их вакуумная трубка включала в себя источник постоянного тока, а также автоматическую цепь для отключения тока по команде регистрирующего фотоэлемента. Сообщалось о других фотометрических кулонометрических титраторах с использованием более современной электроники, см., Например.Ref. 32. [Pg.409]


.

Фотоэлектрический эффект - Области применения - свет, солнечная энергия, элементы и катод

Фотоэлектрический эффект находит множество практических применений, включая фотоэлементы, фотопроводящие устройства и солнечные элементы. Фотоэлемент обычно представляет собой вакуумную трубку с двумя электродами. Один из них представляет собой фоточувствительный катод , который испускает электроны при воздействии света, а другой - это анод , который поддерживается под положительным напряжением по отношению к катоду. Таким образом, когда свет падает на катод, электроны притягиваются к аноду, и электронный ток течет по трубке от катода к аноду.Ток можно использовать для управления реле, которое может включить двигатель, чтобы открыть дверь или позвонить в звонок в системе сигнализации. Система может быть сделана так, чтобы она реагировала на свет, как описано выше, или на удаление света, когда луч света, падающий на катод, прерывается, вызывая прекращение тока. Фотоэлементы также полезны в качестве экспонометров для камер, и в этом случае ток в трубке будет измеряться непосредственно чувствительным измерителем.

Тесно связан с фотоэлектрическим эффектом фотопроводящий эффект, который представляет собой увеличение на электрической проводимости некоторых неметаллических материалов, таких как сульфид кадмия, при воздействии света.Этот эффект может быть довольно большим, так что очень небольшой ток в устройстве внезапно становится довольно большим при воздействии света. Таким образом, фотопроводящие устройства используются во многом так же, как фотоэлементы.

Солнечные элементы, обычно сделанные из специально подготовленного кремния, при воздействии света действуют как батарея . Отдельные солнечные элементы вырабатывают напряжение около 0,6 вольт, но более высокие напряжения и большие токи могут быть получены путем надлежащего соединения нескольких солнечных элементов вместе. Электроэнергия от солнечных батарей по-прежнему довольно дорого, но они очень полезны для обеспечения небольшого количества электроэнергии в удаленных местах, где другие источники недоступны.Однако вполне вероятно, что по мере снижения стоимости производства солнечных элементов они начнут использоваться для производства большого количества электроэнергии для коммерческого использования.


Книги

Сервей, Раймонд, Джерри С. Фон и Клемент Дж. Мозес. Физический колледж. 6 изд. Пасифик Гроув, Калифорния: Брукс / Коул, 2002.

Периодические издания

Чалмерс, Брюс. «Фотогальваническое производство электроэнергии». Scientific American 235, нет.4 (октябрь 1976 г.): 34-43.

Стоун, Джек Л. "Фотогальваника: неограниченная электрическая энергия Солнца". Physics Today (сентябрь 1993 г.): 22-29.

Цвайбель, Кен. «Тонкопленочные фотоэлектрические элементы». Американский ученый 81 нет. 4 (июль-август 1993 г.).


.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о