Вступление
Продолжая длинный разговор про всё, что связанно в фотоэлектрическим эффектом, поговорим про фотоэмиссионный материал и его применение.
Что такое фотоэмиссионный материал
Материал (обычно металл), который может проявлять фотоэлектрический эффект, называется фотоэмиссионным.
Молекулы металла имеют свободные электроны, которые могут стать подвижными зарядами. В спокойном состоянии электроны удерживаются на орбите ядра. Однако силу связи электронов с ядром атома можно преодолеть, то электроны испускаются «в космос», происходит эмиссия электронов.
Фотоны, ударяющиеся о поверхность металла с уровнем энергии, меньшим, чем сила связи электронов металла, не приводит к излучению. Если фотоны, ударяющиеся о поверхность металла имеют уровень энергии, превышающий силу связи электронов, то излучение электронов происходит. При этом фотоны исчезают, когда они теряют свою энергию.
Количество электронов, выпущенных из фотоэмиссионного элемента, прямо пропорционально интенсивности света.
Если этот процесс происходит в вакууме, электроны, испускаемые фотонами света, могут быть собраны положительной пластиной (анодом). Эмиттер электронов (светочувствительный материал) называется катодом. Фотоэмиссионный элемент излучает электроны, когда световая энергия фокусируется на его катоде.
Фотоэмиссия: высвобождение электронов обычно из твердого материала (например, металла) с помощью энергии, получаемой при падении излучения и особенно света.
Электроны направляются к аноду поверхностью катода. Чем ярче свет, тем больше фотоэлектронов испускается. Пригодный для использования поток электронов получается, если между анодом и выводом катода подключен провод.
Электроны проходят через вывод катода и заменяют в светочувствительном материале электроны, испускаемые светом. Этот поток электронов усиливается в рабочей цепи за счет подключения батареи. Минус батареи соединяется с катодом, и положительная клемма батареи, соединяется с анодом. В цепь добавляется последовательно подключенная нагрузка, чтобы можно было обнаруживать и использовать изменения тока.
Заключение
Понятие фотоэмиссионный материал важно для понимания общей теории фотоэффекта и его применения. В течение четырех десятилетий с 1930 по 1970 год было разработано семь фотокатодов, обладающих полезной чувствительностью к видимому свету.
Первые шесть имеют две общие черты:
- Во-первых, все они были основаны на удачных наблюдениях, а не на научных принципах.
- Во-вторых, несмотря на большое количество систематических исследований, до сих пор не понятно, почему именно эти комбинации химических элементов обладают наблюдаемыми свойствами.
Напротив, седьмой тип фотокатодов, так называемые катодные материалы с энергией сродства к электрону (electron affinity – NEA), были основаны на принципах физики твердого тела и связаны с выращиванием монокристаллов.
©ledinfo.ru
