Praktische Physik: externer Photoeffekt

Egal wie durchschnittlich die durchschnittliche Person istIn ihrem täglichen Leben nach dem Schulpraktikum ist sie nicht mehr und wird sich erinnern. Genau das passiert, wenn es um das Phänomen eines externen Fotoeffekts geht.

Definition

Der photoelektrische Effekt in der Physik wird als Prozess angesehenElektronen in Atomen, Molekülen der Materie ausrichten, die unter dem Einfluss von Licht entsteht und auftritt. Und der äußere photoelektrische Effekt ist ein Vorgang, bei dem Elektronen durch das Licht mit einer solchen Kraft ausgestoßen werden, dass sie über die äußeren Grenzen ihrer Substanz hinausfliegen.

Ein bisschen Geschichte und Praxis

Zum ersten Mal zog diese erstaunliche Tatsache anAufmerksamkeit Wissenschaftler-Physiker aus Deutschland Henry Hertz im fernen Jahr 1887. Das Studium der Entdeckung wurde von Herzs Kollegen, dem russischen Physiker Stoletow, fortgesetzt. Ein brillanter Einstein entwickelte eine Theorie des photoelektrischen Effekts basierend auf den Ideen der Quantenphysik. Seither wurde der externe photoelektrische Effekt intensiv und vielseitig untersucht. Das gewonnene Wissen wird in der Entwicklung und Herstellung photozellenbasierter Instrumente voll genutzt. Wenn Sie das elementarste Beispiel nehmen, dann ist dies ein automatisches Garagentor, das an Fotozellen arbeitet.

Mechanismen dieser Art arbeiten an elektrischenEnergie. Fotozellen, die nur den äußeren Photoeffekt nutzen, transformieren die von Strahlung empfangene Energie jedoch nicht vollständig in eine elektrische. Um sie als Stromquellen zu nutzen, gibt es daher keinen besonderen Sinn, der über Automatisierung nicht gesagt werden kann. Mit Hilfe von Lichtstrahlen werden die Elektroketten in automatischen Mechanismen gesteuert.

Ohne Übertreibung kann man argumentieren, dass die Entdeckung des photoelektrischen Effekts ein wahrhaft revolutionäres Ereignis in der Physik war. Hier sind die wichtigsten Konsequenzen:

• vor den Wissenschaftlern wurde das Geheimnis der Natur des Lichtes, des Lichtstrahls, enthüllt;
• Kino vom Stummen wurde "sprechen", die Wege des Voice-Over wurden erfunden, und die bloße Tatsache der Übertragung eines bewegten Bildes wurde auch durch den photoelektrischen Effekt ermöglicht;
• Schaffung auf der Grundlage von photoelektronischen Vorrichtungen solcher Maschinen und "intelligenten Maschinen", die gemäß gegebenen Parametern ohne die Teilnahme einer Person verschiedene Details erzeugen;
• Viele verschiedene Mechanismen basieren auf der Arbeit der photoelektronischen Automatisierung.

So wurde der photoelektrische Effekt selbst und seine Anwendung zu einer Art Durchbruch in der modernen Technologie.

Klassifizierung von Fotozellen

Fotoeffekte sind abhängig von ihren Eigenschaften und Funktionen in mehrere Typen unterteilt.

1. Externer Photoeffekt (auf andere Weise - photoelektronischProblem). Elektronen, die außerhalb der Substanz fliegen, wenn sie auftreten, werden Photoelektronen genannt. Und der elektrische Strom, den sie bilden, wenn sie sich geordnet entlang des äußeren elektrischen Feldes bewegen, wurde als Photostrom bekannt.
2. Der interne Photoeffekt wirkt sich ausPhotoleitfähigkeit eines Stoffes. Es tritt auf, wenn Elektronen über Halbleiter und Dielektrika verteilt werden, abhängig von ihrem Energiezustand und dem Aggregatzustand - fest oder flüssig. Das Phänomen der Umverteilung tritt unter dem Einfluss von Licht auf. Dann nimmt die elektrische Leitfähigkeit der Substanz zu; der Photoleitfähigkeitseffekt wird erhalten.
3. Ventil photoelektrischer Effekt - der Übergang von Photoelektronen von ihrem Körper in anderen Feststoffen (Halbleiter) oder Flüssigkeit (Elektrolyt).

Der externe Photoeffekt ist die Grundlage der Arbeitmoderne Vakuum-Photozellen. Sie werden in Form von Glaskolben hergestellt, in denen die innere Oberfläche teilweise mit einer dünnen Metallsputterschicht bedeckt ist. Geringe Dicke der Schicht liefert eine kleine Arbeitsleistung. Das durchsichtige Fenster der Glühbirne lässt Licht herein, und die Anode in Form einer Drahtschleife oder -scheibe fängt Fotoelektronen ein. Wenn die Anode mit dem positiven Pol der Batterie verbunden ist, wird der Stromkreis geschlossen und ein elektrischer Strom fließt durch ihn. Ie. Vakuum-Fotozellen können das Relais ein- oder ausschalten.

Durch die Kombination von Fotozellen und Relais können Sie verschiedene "sehende" Maschinen erstellen, zum Beispiel die U-Bahn-Maschine.

So ist der externe Photoeffekt als eine große physikalische Entdeckung der Schlüssel zum erfolgreichen Betrieb der industriellen Automatisierung.