Laba által FOI - opredelnie érzékenysége a fénysorompó (40)
Meghatározása az érzékenysége a fotó elem
Eszközök és kellékek; fotocella, egy izzólámpa, az optikai padon, árammérő, fénymérő
Célkitűzés: A tanulmány a működési elvét a szelep fénysorompó, és mérjük annak szerves érzékenységét.
Külső fotoelektromos hatás figyelhető meg a fémek. Amikor a fém fény foton által elnyelt elektron vezetőképesség, ez növeli a kinetikus energia az elektron. Ha az energia meghaladja a munkával, az elektron megy a fém. Ezt a folyamatot írja le Einstein egyenlet:
ahol
Ez az egyenlet a kapott feltételezve, hogy az elektronok a fém mozognak egymástól függetlenül, és ezért változtatni az energia egy elektron a felszívódását a foton nem változtatja meg az energia más elektronok, T. E. A foton csak egy elektront.
Tapasztalati úton azt állapították meg a három törvény a fotoelektromos hatás:
1. A fotoelektronok száma felszabadult a fém felületén egységnyi idő arányos a beeső fényáram a fém állandó spektrális összetételét.
2. A legnagyobb kezdeti mozgási energiája a fotoelektron gyakoriságától függ a beeső fény és nem függ az intenzitása.
3. Minden egyes fém létezik fotoelektromos küszöböt, t. E. maximális hullámhossza
Ennek értéke függ a kémiai jellege a fém és az állam a felszínén, és határozzuk meg az Einstein-egyenlet.
Egy elektron léphet túl metal „Ha az üzenet azt energiát nem kevesebb, mint a kilépési munka, azaz a. E.
Külső fotoelektromos hatás használják vákuumban fotocellák (ábra. 40.1). A belső felületét a henger borított vékony réteg a fém. Ez a réteg körülbelül 50% belső felületének a henger és a fotokatód. Ellene hagyott átlátszó ablak, amelyen keresztül a fény belép a katód. Az anód egy keret alakú, és úgy van elhelyezve, hogy ne zavarja a eredményeit a fény a katódon. Áramkör a napelem ábrán látható. 40.1,6.
Amikor megvilágított fénysorompó kezdődik elektronok emisszióját a katód és az aktuális felmerül az áramkörben, az úgynevezett a fotoáram. Ábra. 40.2 ábra a voltamper jellemző vákuum fénysorompó. Amint a grafikonon látható, első fotoáram lineárisan növekszik az anód feszültség, mert egyre több emittált elektronok a katód éri el az anód. Egy bizonyos anódfeszültsége összes fotoelektronokat sújtotta az anód és a további növekedés a feszültség az áramerősség nem változik. Ez az áram az úgynevezett telítési áram. telítési áram lineárisan függ az erőssége a fényáram.
A fő paraméter érzékenysége a fotocella
ahol
Megkülönböztetése elválaszthatatlan és spektrális érzékenysége a napelem. Integrál fotocella érzékenység jellemzi a képessége, hogy válaszoljon a hatását a fényáram komplex sugárzás. Spektrális érzékenységi meghatározza az erejét photocurrent hatására monokromatikus fény. Érzékenység fotocellák vákuum eléri a 100 mA / lm.
Ahhoz, hogy növelje az erejét a fotoáram néha fénysorompó töltött ballon inert gázzal nyomáson 1-10 Pa. Az ilyen napelemek nevezzük gázzal töltött. A nagy anód feszültség értéke ezen napelemek van hatással a gáz ionizációja atomok által emittált elektronok a katód. Ennek eredményeként áram létrehozása fotoelektronok amelyek részt nem csak, hanem az elektronok és ionok nyert gáz ionizációs. Az érzékenység a gáztöltésű fotocella eléri 150-200 uA / lm.
A külső fotoelektromos hatás használják fotoelektron-sokszorozó (PMT) és elektro-optikai konverterek (EOC). PMT mérésére használják alacsony intenzitású fényáramokra. Ezeket fel lehet használni, hogy meghatározzuk a gyenge biolumineszcenciával. Képerősítő csövek használják a gyógyászatban, hogy növelje a fényerő röntgenképek in termográfia - átalakítására az infravörös sugárzás a látható szervezetbe.
Belső fotoelektromos hatás lép fel a félvezetők. A fotonenergia át elektronok a félvezető. Ha ez az energia
nagyobb, mint a szélessége
Fényérzékeny sejtek alapján készülnek kadmium-szulfid, ólom-szulfid, és mások. A fényérzékeny elemek helyezni egy műanyag vagy fém ház. Fényérzékeny sejtek sokkal érzékenyebbek, mint a fotocella a külső PhotoEffect. Az érték érzékenység értéket érhet nagyságrendileg 1 A / lm. Azonban az érzékenység növelése növeli a tehetetlenségi fotókonduktort, ami korlátozza annak lehetőségét, hogy azok használatáról nagyfrekvenciás változó fényáramokra. Fényérzékeny sejteket eszközökben használt, fotoelektromos érzékelők, valamint a fotometriás mérésére szolgáló berendezés fény jellemzőit.
Photoelectromotive által létrehozott erő érintkezés monokromatikus megvilágítás fény fluxus arányos az intenzitását, mivel ez határozza meg a számát generált elektron-lyuk párok, azaz. E. fotonok száma.
Az előnye kapu fotocella van Honor munkájukért nem igényelnek áramforrást, mint ők maguk által generált elektromotoros erőt hatására fényt. Ha az áramkör, amely a fénysorompó, akkor felmerül a jelenlegi. Beépített szelepet fotocellák érzékenysége sokkal magasabb, mint az érzékenység a vákuum fotocellák. Ez elérheti a több ezer mikroamperen per lumen. Szelep fotocellák gyártott alapján a szelén, germánium, szilícium, ezüst, kén, stb Szilícium és néhány más típusú napelemek használják napelemek használt űrhajók meghajtani a fedélzeti berendezés. Valve fotocellák is használják fotometriai mérésére fényáram és a fény, hogy a használt higiéniai gyakorlat.
Illumination áll megvilágítás
Integrál fénysorompó érzékenység adják
A törvény a fotometriai Ismeretes, hogy
S- ahol a megvilágított felület.
A megvilágítás egy pont fényforrás
ahol
A szelén fénysorompó (ábra. 40.3) egy szelén réteget 2 leülepedik a polírozott vas lemez 1. Amikor melegszik szelén alakítjuk kristálymódosulat, amelynek lyuk vezetőképessége. Top porlasztott vékonyréteg 3 ezüst. Ennek eredményeként a belső diffúziója ezüst atomok képződik szelén réteget adalékolt szelén, amelynek az elektronikus vezetőképesség. Ily módon egy érintkező közötti tiszta szelén és a szelén adalékolt, azaz. E. Előfordulás
Annak meghatározására, az érzékenységet a fénysorompó gyűjtött telepítési ábrán látható. 40.4. 8 egy optikai padon szerelt 1 fényforrás és a fotocella 2 A fényforrás segítségével olyan izzólámpa, amelynek lineáris izzószál. A lámpa lehet forgatni egy függőleges tengely körül. Lámpa elforgatás szöge mérjük a szögmérő van az alapra szerelve a lámpa. Fotocella abban az esetben szerelt tartóba lehet mozgatni az optikai padon. Az optikai pad megerősített vonalzó mérni a távolságot a lámpa és a fotocella. A jelenlegi erőssége előforduló a fénydetektor, határozza meg a mikroampermérő 4. Megvilágítás E különböző távolságokban a fényforrás fénymérő meghatározzuk.
Az, hogy a teljesítmény
Meghatározása szerves érzékenysége szelén fénysorompó:
kivéve a lámpa, fénymérő, az intézkedés a környezeti megvilágítás
helyezze el a lámpát egy padon, hogy az izzószál felületére merőleges a fénysorompó (a fényforrás lehet közelítőleg tekinthető egy pont);
kapcsolja lámpa fény mérő, és mérjük a megvilágítás E három különböző távolságokra R a fényforrás:
meghatározzák forrás fény teljesítmény minden egyes esetben a következő képlet szerint
A mérési eredmények és számítások, tárolja a táblázatban. 40 1;
Nyissa ki a fedelet az ügy a fotocella;
megmérjük azt az erőt fotoáram i, távolság változtatásával R a fényforrás és fotocella 0,5 és 1,5 m minden 0,1 m;
Számítsuk ki a szerves érzékenysége a fotocella k minden esetben a képlet (40.4), és megtalálja
A mérési eredmények és számítások, tárolja a táblázatban. 40,2;
építeni grafikon
kiszámítja a hiba
Tanulmány a függőség a fotoáram helyzetéről szóló ereje izzólámpa:
lámpa A távolságra 0,5 m-re a fotocella. Mérjük erő fotoáram lámpa forgatásával függőleges tengely körül szögben 0-180 ° minden 20 °;
Tárolja a mérési eredményeket táblázatban. 40.3
konstrukciót egy polár koordinátarendszerben grafikon fotoáram erő a forgatás szögét fényszóró szálak
