СөЖ №2 Пән: Электроника Тақырыбы: Фотоэлектрлік аспаптар
Фотоэлектрлік құбылыстар, фотоэффект
жүктеу/скачать 0.52 Mb.
|
| 1. Фотоэлектрлік құбылыстар, фотоэффект
Енді фотоэлектрлік құбылыстың басқа да түрлері бар, енді соларды қарастырайық. Вентильдік фотоэффектіде сыртқы фотоэффект сияқты жарықтың әсерінен заттың бетінен фотоэлектрондар бөлінеді, бірақ олар сыртқа ұшып шықпай, тек тежеуіш қабат деп аталатын өте жұқа қабаттан бір беткей ғана өтеді де, сол қабаттың үстіне орнатылған металл пластинаны зарядтайды, сөйтіп фотоэлектрондар тежеуіш қабаттан кері қарай өте алмайды. Ал жарық түскенде жартылай өткізгіш пен металл пластина аралығында электр өрісі болмайды. 3-сурет. Фотоэффектті зерттеу тәжірибесінің сызбасы. Эйнштейннің пікірінше әрбір фотоэлектрондар тек бір фотон энергиясын жұта алады.Сөйтіп жұтылған фотон энергиясы (hυ) фотоэлектронды металл бетінен бөліп шығаратын шығу жұмысына (Аш) және оның кинетикалық энергиясына айналады. Олай болса, Эйнштейн теңдеуі мына түрде жазылады: hυ=Aш+mv /2. Егер жарықтың жиілігі υ белгілі бір минимал υс мәнінен артық болса ғана, кез келген зат үшін фотоэффект байқалады. Фотоэлектронды металдан, оған кинетикалық энергия берместен бұрын шығарып алу үшін, Аш шығу жұмысы істелуі керек. Олай болса жарық квантының энергиясы бұл жұмыстан артық болуға тиіс: Ћυс>Аш. Сөйтіп шектік жиілік υс-фотоэффектінің қызыл шекарасы деп аталады. Оны мына өрнек арқылы жазамыз: υс=Аш/h. Шығу жұмысы (Аш) заттың тегіне тәуелді. Сондықтан түрлі заттар үшін фотоэффектінің шектік жиілігі (υс) түрліше болады. Электрлікте жарық сигналын түрлендіретін сәуле шығаратын қабылдағыш фотоэлемент деп аталады. Сыртқы фотоэффект вакуумды фотоэлементтің әрекет жасау принципінің негізіне қойылған. Вакуумды фотоэлемент фотокод қызметін атқаратын фотоэлектрлік сезгіш қабат 2 және анод қызметін атқаратын электрондар коллекторы 3 ішкі қабырғасына қойылған шыны баллоннан 1 тұрады. Баллонда 10 мм сын.бағ. қысымы кезінде вакуум пайда болады. Егер фотоэлементкке ке кернеуді қоссақ, онда фотокодтың жарықталуы кезінде тізбекте ток пайда болады. Сыртқы фотоэффектілі фотоэлементтердің негізгі сипаттамасы мыналар болады: 1. Интегралды S=∂I /∂Ф және спектралды S =∂I /∂Ф сезімталдылық. Мұндағы ∂Ι – жарық ағынының ∂Φ өлшеміне өзгеру арқасында болатын фотоағынның өзгерілуі, ∂Ф –толқын ұзындығы λ монохроматты ағынның өзгерісі. 2. Жарықтық сипаттама –фототоктың жарық ағынына тәуелділігі (фотоэлементтегі кернеу тұрақты болған кезде). 3. Вольт-амперлік сипаттама—фототоктың фотоэлементтегі кернеуге тәуелділігі (тұрақты жарық ағыны кезінде). Вакуумды фотоэлементтің маңызды артықшылығы- ол оның жоғарғы тұрақтылығы және жарық ағынының фототокпен сызықты байланысы.Бірақ олардың сезімталдылығы үлкен емес (жарық ағынының 1лм-ге 20-100 мкА шегінде). Фотоэлементтерді техникалық қолданудың көптеген жағдайында ең алдымен фотоэлементтердің өзіндегі әлсіз фототоктарды күшейтуде қажеттілік туады. Төмен қысымда (10 мм сын.бағ.) фотоэлемент қандай да бір инертті газбен толтырылады. Катодтың әсерінен болған фотоэлектрондар электр өрісінен үдемелі қозғала отырып, газ молекулаларын иондау арқасында ток күшейеді, бұдан жаңа электрондар пайда болады.Газға толтырылған фотоэлементтердің сезімталдылығы бірнеше есе жоғары, бірақ олар үлкен инерттілікке және сызықты емес вольт-амперлік сипаттамаға ие болады. Қосымша электрондардан екінші ретті электронды эмиссия көмегімен алынған бастапқы фототоктың басқа күшею әдісі фотоэлектронды көбейтінділер (ФЭК) деп аталатын құрылғы негізінде жатыр. Осындай 10-15 электрод болуы мүмкін. Мұндай жүйенің күшейткіш коэффициенті 10 –10 –ға жетеді, ал ФЭК-нің интегралды сезімталдылығы 1 люменде 1000-даған амперге жетеді. Бұл азды жарық тіркеуге мүмкіндік береді. Біркаскадты және көпкаскадты фотокөбейткіштер қазіргі кезде кең қолданылады. жүктеу/скачать 0.52 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|