الفيزياء العملية: تأثير ضوئي خارجي
مهما كان متوسط الشخص العاديفي حياتها اليومية من المنهاج المدرسي الذي تم تمريره مرة واحدة ، هي لا تنكر وتتذكر نفسها. هذا هو بالضبط ما يحدث عندما يتعلق الأمر بظاهرة تأثير ضوئي خارجي.
تعريف
يعتبر التأثير الكهروضوئي في الفيزياء هو العمليةمحاذاة الإلكترونات في الذرات ، جزيئات المادة ، التي تنشأ وتحدث تحت تأثير الضوء. والتأثير الكهروضوئي الخارجي هو عملية يتم فيها إخراج الإلكترونات بالضوء بهذه القوة التي تطير خارج الحدود الخارجية لمادةها.
قليلا من التاريخ والممارسة
لأول مرة هذه الحقيقة المذهلة لفتتاهتمام عالم الفيزياء من ألمانيا هنري هيرتز في عام 1887 بعيد. واستمرت دراسة الاكتشاف من قبل زميل هيرز ، الفيزيائي الروسي ستوليتوف. طور آينشتاين المتألق نظرية التأثير الكهروضوئي المبني على أفكار فيزياء الكم. ومنذ ذلك الحين ، تمت دراسة التأثير الكهروضوئي الخارجي بعمق وتعدد الاستخدامات ، ويتم استخدام المعرفة المكتسبة بشكل كامل في تطوير وإنتاج الأدوات القائمة على الخلايا الضوئية. إذا كنت تأخذ المثال الأكثر أساسية ، فإن هذه بوابة جراج أوتوماتيكية ، تعمل على الخلايا الضوئية.
آليات من هذا النوع تعمل على الكهرباءالطاقة. ومع ذلك ، فإن الخلايا الضوئية ، التي تستخدم التأثير الكهروضوئي الخارجي فقط ، تحول الطاقة التي تتلقاها الإشعاعات إلى طاقة كهربائية غير كاملة. لذلك ، لاستخدامها كمصادر للكهرباء ليس هناك معنى خاص ، والتي لا يمكن أن يقال عن الأتمتة. مع مساعدة من الحزم الخفيفة التي يتم التحكم في بالكهرباء في آليات تلقائية.
بدون مبالغة ، يمكن القول بأن اكتشاف التأثير الكهروضوئي أصبح حدثًا ثوريًا حقًا في الفيزياء. فيما يلي أهم النتائج:
- أمام العلماء ، كشف سرّ طبيعة الضوء ، الشعاع الضوئي ،
- أصبحت السينما من البكم "تحدث" ، وتم اختراع طرق الصوت ، وحقيقة انتقال الصورة المتحركة أصبحت أيضًا ممكنة بفضل التأثير الكهروضوئي.
- إنشاء على أساس الأجهزة الكهروضوئية من هذه الآلات و "الأجهزة الذكية" ، والتي ، وفقا لمعلمات معينة دون مشاركة شخص ، تنتج تفاصيل مختلفة.
- الكثير من الآليات المختلفة على أساس العمل الآلي الآلي.
وهكذا ، أصبح التأثير الكهروضوئي نفسه وتطبيقه نوعًا من الاختراق في التقنية الحديثة.
تصنيف الخلايا الضوئية
تنقسم تأثيرات الصور إلى عدة أنواع حسب خصائصها ووظائفها.
- تأثير ضوئي خارجي (بطريقة أخرى - الضوئيةالانبعاث). تسمى الإلكترونات التي تطير خارج المادة عند حدوثها بالإلكترونات الضوئية. أما التيار الكهربائي ، الذي يشكله عند تحركه بطريقة منظمة على طول المجال الكهربائي الخارجي ، فقد أصبح يُعرف باسم تيار ضوئي.
- تأثير التصادم الداخلي المؤثرتداخل ضوئي للمادة. يحدث ذلك عندما يتم إعادة توزيع الإلكترونات عبر أشباه الموصلات والمواد العازلة ، اعتمادًا على حالة الطاقة والحالة الكلية - الصلبة أو السائلة. ظاهرة إعادة التوزيع تحدث تحت تأثير الضوء. ومن ثم يزداد التوصيل الكهربائي للمادة. يتم الحصول على تأثير photoconductivity.
- تأثير الصمام الكهروضوئي - انتقال الإلكترونات الضوئية من أجسامها إلى مواد صلبة أخرى (أشباه موصلات) أو سائل (إلكتروليت).
التأثير الكهروضوئي الخارجي هو أساس العملفراغ الضوئية الحديثة. وهي مصنوعة على شكل قوارير زجاجية ، حيث يتم تغطية السطح الداخلي جزئيًا بطبقة رقيقة من الرشاش المعدني. يوفر السمك الطفيف للطبقة مخرجات عمل صغيرة. وتسمح النافذة الشفافة للمصباح بالضوء ، ويحدد الأنود الموجود في شكل حلقة سلكية أو قرص بداخلها الإلكترونات الضوئية. إذا كان القطب الموجب متصلاً بالقطب الموجب للبطارية ، فستغلق الدائرة وسيتدفق تيار كهربائي خلالها. أي الخلايا الضوئية الفراغية يمكنها تبديل التتابع أو إيقاف تشغيله.
عن طريق الدمج بين الخلايا الضوئية والمرحلات ، يمكنك إنشاء آلات "رؤية" مختلفة ، على سبيل المثال ، جهاز المترو.
وهكذا ، كونه أساسًا للعديد من عمليات الإنتاج ، أصبح التأثير الكهروضوئي الخارجي كاكتشاف مادي كبير هو المفتاح لنجاح التشغيل الآلي الصناعي.
