Фотоэлемент түрлері.

Фотоэффект құбылысында сәулелену энергиясын электр энергиясына айналдыратын құралдарды фотоэлементтер деп атайды. Фотоэлементтер конструкциясы жағынан және түрі жағынан әртүрлі. Олардың кейбіреулерін қарастырайық:

1. Вакуумды фотоэлементтер – сыртқы фотоэффект құбылысына негізделген. Мұндай фотоэлементтің құрылғысы теориялық кіріспеде көрсетілген.

2. Газ толтырылған фотоэлементтер – вакуумды фотоэлементке қарағанда сезімталдығы өте аз (бірнеше ондаған микроампердің люменге қатынасы). Бұл жағдайда колбаға жүзден бір миллиметр сынап бағанасындай қысымдағы қандай да бір инертті газ (неон, аргон, гелий) енгізіледі

Кернеу жеткілікті болған жағдайда, жарық әсерінен жұлып шығарылған катод пен анод арасындағы электрондар, электр өрісі әсерінен фотоэлементті толтырып тұрған газдың атомдары мен молекулаларын иондауға жеткілікті жылдамдыққа ие болады, яғни, «соққымен иондау» пайда болады.

Пайда болған иондар, өз кезегінде қозғалып, басқа нейтрал бөлшектерді иондайды, нәтижесінде фотоэлемент электродына көбейген иондар ағыны ұмтылады да, ток әлдеқайда өседі, ал фотоэлементтің сезімталдығы ұлғаяды. Газ толтырылған фотоэлементте қанығу тогы болмайды, ток пен кернеу арасындағы тәуелділік қисығы тіп-тік жоғары көтеріледі.

Газ толтырылған фотоэлементтердің кемшілігі, катодтың жарықтылығы мен фототок арасындағы қатаң пропорционалдылық жоқ, және салыстырмалы үлкен инерттіліктің болуы.

3. Жабық қабатты фотоэлементтер – ішкі фотоэффект – вентильдік фотоэлементтерде – жабық қабатты фотоэлементтердегі жарық энергиясын электр энергиясына түрлендіру үшін қолданылады. Металл – шалаөткізгіш шекарасында немесе әртүрлі өткізгіштікке ие болатын екі шалаөткізгіш (p-n өткізу аймағында) шекарасында жабық қабат пайда болады, оның бір жағы ғана ток өткізеді.

Жұмыстың орындалу тәртібі

Тапсырма 1. Вольтамперлік сипаттаманы алу

1. Фотолементті шамнан r см аралыққа орналастырамыз, және R ресотат арқылы шамға W Вт жүктеме қуат береміз.

2. Фотоэлементтегі U⁰ кернеуін өзгерте отырып, I^ф фототок мәнін өлшеп, 1 кестеге жазу керек.

3. Фотоэлементтің екі жағдайы үшін I^ф=f(U⁰) тәуелділік графигін саламыз. Абсцисса осіне U⁰ мәнін, ал ординат осіне I^ф ток мәнін орналастырамыз.

Кесте 1

Вольтамперлік сипаттаманы алу

Берілетін шамалар: W= ___Вт, r =___^см

U (B)
I0(mкA)

Тапсырма 2. Жарықтық сипаттамасын алу.

1. Шамға W=25 Вт қуатты береміз.

2. Фотоэлементті шамнан r см қашықтыққа орналастырамыз да, кернеу береміз.

3. Фототок күшін микроамперметрде алып, 2 кестеге жазамыз.

4. Әрбір бақылау үшін жарық ағынын есептейміз.

мұндағы: I = 29 кд – шамның жарық күші.

1. 5. Фотоэлементтің сезімталдығын анықтаймыз.

Кесте 2

U (B)
I0(mкA)