Индивидуальные студенческие работы


Реферат на применение фотоэффекта в технике

Ангарск, 2011 Применение фотоэффекта в технике Приборы, в основе принципа действия которых лежит явление фотоэффекта, называют фотоэлементами. Фотоэлементы, действие которых основано на внешнем фотоэффекте, имеют следующее устройство.

Фотоэффект и его применение

Внутренняя поверхность стеклянного баллона, из которого выкачан воздух, покрыта светочувствительным слоем с небольшим прозрачным для света участком - "окном" для доступа света внутрь баллона. В центре баллона находится металлическое кольцо. От электродов сделаны выводы для подключения фотоэлемента к электрической цепи В качестве светочувствительного слоя обычно используют напыленные покрытия из щелочных металлов, имеющих малую работу выхода, то есть чувствительных к реферат на применение фотоэффекта в технике свету изготовляют и фотоэлементы, чувствительные только к ультрафиолетовым лучам.

Фотоэлементы, использующие внешний реферат на применение фотоэффекта в технике, преобразуют в электрическую энергию лишь незначительную часть энергии излучения. Поэтому в качестве источников электроэнер-" гии их не используют, зато широко применяют в различных схемах автоматики для управления электрическими цепями с помощью световых пучков. В качестве примера рассмотрим принцип действия фото-электрического реле, срабатывающего при прерывании светового потока, падающего на фотоэлемент.

Фотореле состоит из фотоэлемента Ф, усилителя фототока, в качестве которого используют вакуумный триоди электромагнитного реле ЭМР, включенного в анодную цепь триода. Реферат на применение фотоэффекта в технике на фотоэлемент подают от источника тока а на триод - от источника тока. Ток накала триода создают источником тока - Между сеткой и катодом триода включен нагрузочный резистор RH.

Когда фотоэлемент освещен, в его цепи, содержащей резистор RH, идет ток. На резисторе Ru происходит падение напряжения, вследствие чего потенциал сетки триода значительно меньше потенциала катода и лампа заперта. Если же поток света, падающий на фотоэлемент, прерывается, ток в его цепи сразу прекращается, падение напряжения на резисторе становится равным нулю и лампа отпирается.

Через обмотку электромагнитного реле идет анодный ток, реле срабатывает и его контакты замыкают исполнительную цепь, функциями которой могут быть остановка пресса, в зону действия которого попала рука человека; выдвигание преграды в турникете метро и т. С помощью фотоэлементов осуществляется воспроизведение звука,записанного на кинопленке атакже передача движущихся изображений телевидение.

В аэронавигации, в военном деле широкое применение нашли фотоэлементы, чувствительные к инфракрасным лучам. Инфракрасные лучи невидимы, облака и туман для них прозрачны. Сочетание фотоэффекта со вторичной электронной эмиссией применяется в фотоэлектронных умножителях ФЭУ: Усиление 9-каскадного ФЭУ достигает 106, то есть на выходе из фотоумножителя сила тока в миллион раз превосходит первичный фототок. На явлении внутреннего фотоэффекта основана работа фото-сопротивлений.

Простейшее фотосопротивление представляет собой пластинку изолятора, на которую нанесен тонкий слой полупроводника. При освещении пластинки возникает фотопроводимость и в цепи фотосопротивления идет ток. Фотосопротивления применяются реферат на применение фотоэффекта в технике звуковом кино, для сигнализации, в телевидении, автоматике и телемеханике. Фотосопротивления позволяют на расстоянии автоматически обнаружить нарушения нормального хода различных производственных процессов и останавливать в этих случаях процессы.

При нарушениях нормального хода процесса может измениться световой поток, попадающий на фотоэлемент, в результате изменяется реферат на применение фотоэффекта в технике фототока, изменяется ход всего процесса. Фотосопротивления применяются для сортировки массовых изделий по их размерам и окраске.

Пучок света падает на фотоэлемент, отразившись от сортируемых изделий, которые непрерывно подаются на конвейер.

Фотоэффект и его применение

Окраска изделия или его размер определяют световой поток, попадающий на фотоэлемент, и силу фототока. В зависимости от силы фототока автоматически производится сортировка изделий. Устройство фотоэлемента с запирающим слоем вентильный фотоэлемент. Две соприкасающиеся друг с другим пластинки, изготовленные из металла и его окиси полупроводник покрыты сверху тонким прозрачным слоем металла. Пограничный слой между металлом и его окисью имеет одностороннюю электропроводность - электроны могут проходить лишь в направлении от окиси металла к металлу.

Поток электронов, идущий в этом направлении, создается под действием света без всякого внешнего напряжения. Вентильный фотоэлемент непосредственно превращает энергию световой волны в энергию электрического тока, то есть является источником тока.

На этом принципе основано действие солнечных батарей, которые устанавливаются на космических кораблях. Применение фотоэффекта в медицине Электровакуумные или полупроводниковые приборы, принцип работы которых основан на фотоэффекте, называют фотоэлектронными.

Рассмотрим устройство некоторых реферат на применение фотоэффекта в технике. Наиболее распространенным фотоэлектронным прибором является фотоэлемент. Фотоэлемент, основанный на внешнем фотоэффекте, состоит из источника электронов — фотокатода К, на который попадает свет, и анода А.

Вся система заключена в стеклянный баллон, из которого откачан воздух. Фотокатод, представляющий собой фоточувствительный слой, может быть непосредственно нанесен на реферат на применение фотоэффекта в технике внутренней поверхности баллона.

  1. Он может быть использован для непосредственного преобразования энергии электромагнитного излучения в энергию электрического тока.
  2. Если круг замкнуть внешней нагрузкой, то в кругу потечет ток, который будет определяться разницей токов неосновных и основных носителей через р- n — переход рис. При освещении пластинки возникает фотопроводимость и в цепи фотосопротивления идет ток.
  3. Электроны, испущенные вследствие фотоэффекта, перемещаются под действием электрического поля к аноду А.
  4. Применяя сверхкороткие импульсы лазерного излучения, удалось наблюдать многофотонные процессы, когда электрон, прежде чем покинуть катод, претерпевал столкновение не с одним, а с несколькими фотонами. Это же означает, что при регистрации слабых световых потоков должны наблюдаться флуктуации их интенсивности.

На рисунке дана схема включения фотокатода в цепь. Для вакуумных фотоэлементов рабочим режимом является режим насыщения, реферат на применение фотоэффекта в технике соответствуют горизонтальные участки ВАХ, полученных при разных значениях светового потока. Основной параметр фотоэлемента — его чувствительность, выражаемая отношением силы фототока к соответствующему световому потоку.

Для увеличения силы фототока применяют также газонаполненные фотоэлементы, в которых возникает несамостоятельный темный разряд в инертном газе, и вторичную электронную эмиссию — испускание электронов, происходящее в результате бомбардировки поверхности металла пучком первичных электронов.

Последнее реферат на применение фотоэффекта в технике применение в фотоэлектронных умножителях ФЭУ. Схема ФЭУ приведена на рис. Падающие на фотокатод К фотоны эмиттируют электроны, которые фокусируются на первом электроде диноде Э1.

Применение фотоэффекта

В результате вторичной электронной эмиссии реферат на применение фотоэффекта в технике этого динода вылетает больше электронов, чем падает на него, т. Умножаясь на следующих динодах, электроны в итоге образуют усиленный в сотни тысяч раз ток по сравнению с первичным фототоком.

ФЭУ применяют главным образом для измерения малых лучистых потоков, в частности ими регистрируют сверхслабую биолюминесценцию, что важно при некоторых биофизических исследованиях.

  1. Величина задерживающего потенциала определяется из условия , 3 — максимальная скорость вырванных электронов.
  2. Давление света на поверхность равно импульсу, который передают поверхности 1с N фотонов.
  3. Интересная разновидность внутреннего фотоэффекта наблюдается в контакте электронного и дырочного полупроводников. Адукацыя i выхаванне, 2004.
  4. В отличии от фотоэлементов фотосопротивление можно использовать в цепях переменного тока, по сколько их электрическое сопротивление не зависит от направления тока. В медицине ЭОП применяют для усиления яркости рентгеновского изображения, это позволяет значительно уменьшить дозу облучения человека.

На внешнем фотоэффекте основана работа электронно-оптического преобразователя ЭОПпредназначенного для преобразования изображения из одной области спектра в другую, а также для усиления яркости изображений.

Схема простейшего ЭОП приведена на рис. Световое изображение объектапроецированное на полупрозрачный фотокатод К, преобразуется в электронное изображение. Ускоренные и сфокусированные электрическим полем электродов Э электроны попадают на люминесцентный экран Е.

Здесь электронное изображение благодаря катодолюминесценции вновь преобразуется в световое 3. В медицине ЭОП применяют для усиления яркости рентгеновского изображения, это позволяет значительно уменьшить дозу облучения человека.

Части тела, имеющие разные температуры, различаются на экране либо цветом при цветном изображении, либо светом, если изображение черно-белое. Такая техническая система, называемая тепловизором, используется в термографии. Вентильные фотоэлементы имеют преимущество перед вакуумными, так как работают без источника тока.

Один из таких фотоэлементов — медно-закисный — представлен на схеме рис. Медная реферат на применение фотоэффекта в технике, служащая одним из электродов, покрывается тонким слоем закиси меди Сu2О полупроводник.

На закись меди наносится прозрачный слой металла например, золото Аuкоторый служит вторым электродом. Если фотоэлемент осветить через второй электрод, то между электродами возникнет фото-э.

Чувствительность вентильных фотоэлементов достигает нескольких тысяч микроампер на люмен. На основе высокоэффективных вентильных фотоэлементов с. Зависимость силы фототока от освещенности светового потока позволяет использовать фотоэлементы как люксметры, что находит применение в санитарно-гигиенической практике и при фотографировании для определения экспозиции в экспонометрах. Некоторые вентильные фотоэлементы сернисто-таллиевый, германиевый и др. Другие реферат на применение фотоэффекта в технике селеновые имеют спектральную чувствительность, близкую к человеческому глазу, это открывает возможности использования их в автоматических системах и приборах вместо глаза как объективных приемников видимого диапазона света.

Сколько стоит написать твою работу?

На явлении фотопроводимости основано и явление фоторезистора. Простейшее фотосопротивление представляет собой тонкий слой полупроводника с металлическими электродами изолятором.

Фотосопротивления, как и фотоэлементы, позволяют определять некоторые реферат на применение фотоэффекта в технике характеристики используются в автоматических системах измерительной аппаратуре. История открытия фотоэффекта Законы Столетова Уравнение Эйнштейна Внутренний фотоэффект Применение явления фотоэффекта Список литературы. Применение явления фотоэффекта В настоящее время на основе внешнего.

Вакуумный и полупроводниковый фотоэлементы. Применения фотоэффекта в технике.

На явлении фотоэффекта основано действие фотоэлектронных приборов. Фотоэффект проявляется в электронных переходах двух типов. Фотоэффект Фотоэффект наблюдается при передаче энергии фотона.

VK
OK
MR
GP