DefinitieEfectul fotoelectric
extern este fenomenul de emitere de electroni
de catre un metal aflatsub actiunea unei
radiatii electromagnetice
Importanţa acestui fenomen în dezvoltarea domeniului fizicii
constă în a sprijini dualitatea unda-corpuscul a radiaţiei
electromagnetice. Explicaţia matematică a fenomenuluia fost dată de Albert Einstein, pe baza
unor ipoteze cuantice formulate de Max Planck
Au fost necesare aproape trei decenii pentru ca teoria cuantica sa fie acceptata, si multioameni de stiinta au contribuit la dezvoltarea ei. A inceput in
1900 cu ipoteza lui Planckasupra cuantelor de energie si a culminat in anul 1925 cu teoria mecanicii cuantice a luiSchrodinger si Heisenberg, teorie care a
contribuit la intelegerea structurii materiei. In anul 1905 Einstein a extins ipoteza cuantelor de energie, propunand o noua teorie a luminii.Daca pana atunci
lumina era considerata o unda, fenomene noi, precum efectul fotoelectric sauefectul Compton,nu
mai puteau fi explicate decat daca se admitea ca lumina are caracter corpuscular.
LEGILE1. Intensitatea curentului fotoelectric de saturatie depinde direct
proportional de fluxul radiatiei incidente, in conditiile in care frecventa radiatiei trimise pe metal se mentine constanta.
2. Energia cinetica maxima a electronilor emisi prin efect fotoelectric creste liniar cu frecventa radiatiilor incidente cand fluxul radiatiei se mentine constant.
3. Efectul fotoelectric se produce incepand cu o anumita valoare a frecventei radiatiei incidente pe metal,numita frecventa de prag sau prag rosu al fenomenului; aceasta valoare este specifica fiecarui metal.
4. Efectul fotoelectric se produce instantaneu
Teoria corpusculara
Teoria corpusculara afirma faptul ca
lumina este alcatuita din particule
denumitefotoni. Caracteristicile fotonului sunt:
Efectul fotoelectric, pe langa faptul ca a jucat un rol important inconfirmarea teoriei
corpusculare a luminii, are si numeroase aplicatiipractice. Alarmele antifurt si sistemele
automate de deschidere a usilorutilizeaza adesea circuite cu celula fotoelectrica.Cand o
persoanaintrerupe fasciculul luminos, anularea brusca a curentului activeaza uncomutator care
comanda o sonerie sau o usa.Uneori sunt folosite radiatiiUV sau IR la alarme, pentru ca
sunt invizibile.
Multe detectoare de fum folosesc celule fotoelectrice pentru adetecta cantitati infime de fum, care intrerup fluxul luminos si astfelproduc
scaderea curentului electric.Sonorul unui film ("coloana sonora") poate fi inregistrat intr-obanda
ingusta cu innegrire variabila pe o margine laterala a peliculei.Lumina care traverseaza pelicula este astfel
"modulata", iar semnalul deiesire al unui detector cu celula fotoelectrica urmareste fidel
frecventeledin coloana sonora. Efectul fotoelectric extern a dus la realizarea celulei fotoelectrice, afotomultiplicatorului, a releului fotoelectric.
1.Celula fotoelectrica
O celula fotoelectrica poate fi asimilata cu o dioda fotosensibila, functionarea ei bazandu-se pe proprietatile materialelor semiconductoare.Celula fotoelectrica permite conversia directa a energiei luminoase în energie electrica.Principiul de functionare se bazeaz pe efectul fotoelectric.De fapt, o celula este constituita din doua straturi subtiri de material semiconductor. Cele doua straturi sunt dopate diferit:• Pentru stratul N, aport de electroni periferici.• Pentru stratul P, deficit de electroni.
2.Sisteme de protectie si alarmare
Bariera optica cu fascicule multiple este folosita la sistemele de
protectie si alarmare,dar sila declansarea
automata a deschiderii sau inchiderii usilor.
Multe detectoare de fum folosesc celule fotoelectrice pentru a detecta cantitati infime de fum, care intrerup fluxul luminos si astfel produc
scaderea curentului electric
3.Panoul solarPanoul solar a fost creat pentru a transforma lumina
soarelui in curent electric.pentru a realiza acest lucru se utilizeaza si la acest obiect celulele fotoelectrice care au proprietatea de a transforma lumina soarelui in curent
electric. Cercetatorii din cadrul U.S. Department of National Renewable Energy Laboratory au stabilit un adevarat record mondial in cadrul realizarii celei mai
eficiente celule fotoelectrice prin crearea unui dispozitiv fotovoltaic care transforma 40,8% din lumina solara
primita direct in electricitate.
4.Releul fotoelectricReleul fotoelectric este un electromagnet care poate comanda inchiderea si deschiderea unui circuit electric. In cazul releului fotoelectric lumina cade pe fotocatod si determina aparitia unui camp electric care dupa amplificare strabate electromagnetul al carui camp produce inchiderea circuitului comandat. Avand comenzi comode, sigure si rapide, releul fotoelectric se foloseste la numararea unor obiecte in miscare, la intreruperea automata a functionarii unor masini-unelte cand operatorul a intrat intr-o zona unde este pericol de accidentare, la conectarea automata a retelei de iluminat etc.
5.Cititoarele de coduriO singura diodă emitentă iluminează o mică parte dintr-un cod de bare şi o fotocelulă măsoară cantitatea de lumină reflectată. Pe masură ce LED-ul şi fotocelula se deplasează de-a lungul unui cod de bare, tiparul format din linii şi spaţii este capturat şi decodificat. În cazul unui cititor în formă de baghetă, lumină este concentrată de o biluţă transparentă situată în vârful cititorului; pentru a citi, user-ul trebuie să treacă bagheta pe deasupra unui cod de bare.
Domenii de utilizare-automatizare-cinematografie-televiziune-ca dispozitive de functionare automata in diferite ramuri ale economiei.-in circuitele de paza si supraveghere a cladirilor,banci,muzee,etc.--in constructia releelor fotoelectrice.-in comanda deschiderii/inchiderii usilor.-in montaje auxiliare ale sistemelor de captare si utilizare a energiei solare.-alte domenii ale stiintei si tehnicii.
concluzieTinand cont de domeniile in care se utilizeaza celula fotoelectrica putem spune ca aceasta are ca scop sa faca viata de zi cu zi mai usoara.Produsele care sunt construite pe baza celulei fotoelectrice,care transforma lumina in energie electrica,au ca scop protectia mediului dar si securitatea si comfortul omenirii
Top Related