Site Loader
фоторезистивный эффект

Вступление

Некоторые вещества под действием света меняют своё электрическое сопротивление. Изменение сопротивления материала (resistance) под воздействием света решили описать словом фоторезистивный эффект или эффект фотопроводимости.

Что такое фоторезистивный эффект

Фоторезистивный эффект (эффект фотопроводимости), или для краткости фотоэффект, представляет собой взаимодействие между электромагнитным излучением (например, видимым светом, инфракрасным и УФ-излучением) и веществом. Этот эффект впервые наблюдал Генрих Герц в 1886 году, но не мог объяснить его до Альберта Эйнштейна в 1905 году. Его объяснение стало важным основанием для квантовой механики.

Эффект фотопроводимости — это изменение электропроводности твердого тела или жидкости из-за попадания света на материал. Самым старым фотоэлектрическим устройством (разработанным в конце 1800-х годов) является фотопроводящий элемент. Фотоэлемент — это датчик, который проводит ток при подаче напряжения под действием света.

Фотоэлементы используются для обнаружения и измерения энергии света. Ток увеличивается с интенсивностью света, потому что сопротивление уменьшается. Фотопроводящие элементы также известны как фоторезисторы. В полной темноте материалы, из которых изготовлен фоторезистор, имеют высокое сопротивление (сотни тысяч Ом). Сопротивление ячейки уменьшается до нескольких Ом (100 Ом или меньше) при воздействии света.

Фоторезисторы состоят из тонкого слоя светочувствительного материала, нанесенного на изолятор, например керамический. Обычно в качестве светочувствительных материалов используются сульфид кальция, теллурид, селенид кадмия или сульфид кадмия. Сульфид свинца, селенид свинца и теллурид свинца чувствительны к инфракрасному излучению, а сульфид кадмия — к видимому свету.

Фоторезисторы

Фотоэффект и свет как классическая волна

Фотоэффект какое-то время нельзя было объяснить без соответствующей теории. Потому что наблюдения и выводы противоречили представлению о свете как о волне в то время.

Волна имеет энергию, зависящую от ее амплитуды (интенсивности). Если волна ударяется о материю, вещество непрерывно поглощает энергию волны. Длина волны определяет только то, насколько быстро энергия поглощается. Малая длина волны означает более быстрое выделение энергии, большая длина волны означает более медленное выделение энергии, но не то, сколько энергии может поглотить вещество.

Связанная статья  Что такое освещенность люксы, формула, от чего зависит

Термин фотоэффект описывает несколько подобных явлений. Среди прочего различают внешний и внутренний фотоэффект.

Внешний фоторезистивный эффект

В этом случае электроны уходят из металлов или полупроводников под действием электромагнитного излучения. После выхода они имеют скорость и, следовательно, кинетическую энергию.

Внутренний фоторезистивный эффект

В отличие от внешнего фотоэффекта, внутренний фотоэффект возникает с полупроводниками, и электроны не выходят из материала. Скорее, поглощение фотонов и связанное с ним увеличение энергии электронов означает, что электроны преодолевают энергетический зазор, существующий в полупроводниках.

Электроны, которые обычно связаны с атомами и находятся в валентной зоне, могут прыгать в зону проводимости и должны рассматриваться как свободные электроны. Только когда в материале присутствуют свободно движущиеся носители заряда, материал может стать электропроводным.

Таким образом, внутренний фотоэффект отвечает за свойства проводимости полупроводников.

©ledinfo.ru

Похожие статьи:

Автор поста: Админ

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Вы не можете скопировать содержимое этой страницы