פיזיקה מעשית: photoemission

לא משנים כמה רחוק האדם הממוצע בחיי היומיום שלהם פעם חוצה את תכנית הלימודים בבית הספר, זה לא מילה גסה ותעשה על עצמך לזכור. זה מה שקורה כאשר מדובר בתופעת photoemission.

הגדרה

פיזיקת אפקט התמונה הניחה אלקטרונים בתהליך היישור האטומים, המולקולות, החומרים, אשר מתעוררת מתרחשת בעת חשיפה לאור. Photoemission - תהליך שבו האלקטרונים הם דפקו אור בעוצמה כזאת, יוצאים אל מעבר לגבולות החיצוניים של החומר.

היסטוריה ומעשה

בפעם הראשונה על העובדה המדהימה הזאת לב הפיזיקאי מגרמניה, Genrih Gerts ב 1887 רחוקים. פתיחת המחקר המשיכה עמית רץ, Stoletov פיזיקאי רוסי. גאון, איינשטיין פיתח את התיאוריה של האפקט הפוטואלקטרי מבוסס על רעיונות של הפיזיקה הקוונטית. מאז photoemission למד עמוק מספיק תכליתי, ולהחיל את הידע שנרכש מלא בעיצוב וייצור של התקנים פוטו מבוסס על. אם ניקח את הדוגמא הבסיסית ביותר, אוטומטית זה שער של המוסך, פועל על תאים סולריים.

מנגנונים מסוג זה פועלים על אנרגיה חשמלית. עם זאת, תאים סולאריים המשתמשים אפקט התמונה חיצוני בלבד, להפוך את האנרגיה המיוצרת במהלך קרינה לתוך החשמל לא לגמרי. לכן, כדי להשתמש בהם כמקורות חשמל אין משמעות מיוחדת, שלא ניתן לומר על אוטומציה. זה בעזרת קרן אור מתרחש מעגלים הקשורים במנגנוני בקרה אוטומטיים.

בלי הגזמה, ניתן לטעון כי גילוי האפקט הפוטואלקטרי היה אירוע מהפכני באמת בפיזיקה. הנה הכי משמעותי של תוצאותיה:

• לפני המדענים לחשוף את האופי הסודי של אור, קרן האור;
• קולנוע מן הדומם היה "מדבר" הומצאו דרכים של קול, והעובדה של העברת התמונה נעה גם היא התאפשרה הודות האפקט הפוטואלקטרי;
• יצירה על בסיס תקנים הפוטואלקטרי מכונה כאלה "מכונות חכמים" כי, בהתחשב בפרמטרים של החלקים השונים נעשים ללא התערבות אנושית;
• ריבוי של מנגנונים שונים המבוססים על אוטומציה photoelectron.

לפיכך, עצם השימוש האפקט הפוטואלקטרי, והוא הפך פריצת דרך טכנולוגית מודרנית.

סיווג של תאים סולריים

תופעות תמונה נחלקות לכמה סוגים בהתאם המאפיינים ואת תפקידיהם.

1. האפקט הפוטואלקטרי חיצוני (או במילים אחרות - פליטת photoelectron). האלקטרונים נפלטים החוצה את החומר כאשר היא מתרחשת נקראים photoelectrons. וזה זרם חשמלי, הם יוצרים כאשר מהלך מסודר של השדה החשמלי החיצוני, נקרא פוטונים.
2. האפקט הפוטואלקטרי פנימי, המשפיע על החומר photoconductive. זה מתרחש כאשר אלקטרונים מחולקים מחדש על מוליכים למחצה ומבודדים בהתאם למצב האנרגיה של צבירה - מוצק או נוזלי. התופעה מתרחשת חלוקה מחדש תחת השפעת האור. לאחר מכן הוא מגביר את המוליכות החשמלית של חומר, למשל, מתברר השפעת photoconductivity.
3. האפקט הפוטואלקטרי Valve - המעבר של photoelectrons מגופם במוצקים אחרים (מוליכים למחצה) או נוזל (אלקטרוליט).

אפקט הפוטואלקטרי חיצוני הוא הבסיס של העבודה שתאי ואקום מודרניים. הם מיוצרים בבקבוק זכוכית שבו פני השטח הפנימיים מצופים חלקית בשכבה דקה של בתצהיר מתכתי. עובי שכבה קל מספק פלט עבודה קטן. חלון שקוף עובר בתוך הנורה וממוקם בתוכו את האנודה בצורת לולאות חוט או photoelectrons דיסק תופס. אם האנודה מחוברת הקוטב החיובי של הסוללה, שהוא סוגר את המעגל, זה ממשיך זרם חשמלי. כלומר תאים סולריים אבק יכולים להפעיל או לכבות את הממסר.

על ידי שילוב של תאים סולריים ממסרים, אתה יכול ליצור מגוון של "לראות" מכונה, למשל, המכונה ברכבת התחתית.

אז, להיות מונח בבסיס תהליכים תעשייתיים רבים, האפקט הפוטואלקטרי החיצוני כמו התגליות הפיזיות הרבות היה מפתח המבצע המוצלח של אוטומציה תעשייתית.