7.2. Фотоэлементтер және фотокөбейткіштер

Фотоэффект ашылған соң ғана фотоэлемент деп аталаты қазір ғылым мен техникада қолданылып жүрген арнаулы құрал жасалды. Вакуумдық фотоэлемент ішінен ауасы шығарылған кішкене балоннан жасалған, оның ішкі бір бүйіріне жарық сезгіш зат жалатылған, ол фотокад деп аталады. Фотокад күмістен, цезийден, калийден, сурьма цезий қоспасынан жасалады. Фотоэлементтердің спектрдің қадай бөлігіне тән жарық сәулелердің жақсы сезуі оның катодының қандай заттан жасалғанына байланысты. Вакуумдық фотоэлементтің аноды сақина пішінді етіліп жасалады. Фотоэлемент электродтары батарея плюстарымен жалғастырылғанда электродтар аралығында электр өрісі қозады, фотокатодқа жарық түсірілсе, тізбекте ток пайда болады. Вакуумдық фотоэлемент сезгіштігі 10-15 мкA/лм болады. Ваккумдық фотоэлемент қанығу тоғы әсер еткен монохромат жарық интенсивтігіне тура пропорционал болады. Көбінесе фотоэлемент баллоны ішіне аузын аулақ бір инертті газ ендіріледі. Жарық әсерінен босанған фотоэлектрондар сол газың атомдарымен соғылысады, олар иондалады, жаңа электрондар қосылады. Осының нәтижесінде фотоэлементтен өтетін ток күшейеді. Осындай газ толтырылған фотоэлементтердің сезгіштігі 100 мкА/лм-ге жетеді. Фотоэлемент жасау үшін вентильдік фотоэффект делінетін құбылыста пайдаланылады. Фотоэффекттің бұл түрі кейбір шала өткізгіштерге жарық түскенде байқалады. Мұнда да сыртқы фотоэффектідегідей жарықтың әсерінен заттың бетінен электрондар сыртқа ұшып шықпайды. Олар тек бөгеуіш қабат делінетін өте жұқа қабаттан бір беткей ғана өтеді де сол қабаттың үстіне орнатылған металл пластинканы зарядтайды; фотоэлектрондар бөгеуіш қабаттардан кері қарай өте алмайды. Сөйтіп жарық түскенде шала өткізгіш пен металл пластинка аралығында потенциалдар айырмасы айда болады. Осы құбылыс вентильдік фотоэффект деп аталады. Фотоэффекттің осы түріне негізделіп жасалған фотоэлементтер вентильдік фотоэлементтер немесе бөгеуіш қабатты фотоэлементтер деп аталады. Вентильдік фотоэлементтің сезгіштіг 1000 мкА/лм-ге дейін болады.

Фотокөбейткіш. Фотоэлектронды көбейткіш – оптикалық сәулелену әсерінен фотокатодтан электрондар ағынының екінші реттік электрондық эмиссия нәтижесінен көбейтуші жүйеде қарқын алуы. Анод тізбегіндегі ток алғашқы фототоктан әлдеқайда көп болады. Әдетте ол есе көп. Ең алғаш Л.А.Кубецкий 1930 – 1934 жылдары ойлап шығарған. Көбінесе, электрондар ағынының күшейтілуі бірнеше бүгілген формадағы электродтар (динодтар) арқылы жүзеге асырылатын фотокөбейткіштер қолданылады, ол динодтарда екінші ретті эмиссия коэфициенті 1–ден жоғары. Электрондарды фокустау мен жылдамдату үшін анод пен динодқа жоғары кернеу (600 – 3000 В) беріледі. Фотокөбейткішті токқа қосқанда анодтың оң потенциалы қалыптасуы керек. Фотокатодтың жарықталуынан, одан фотоэлектрондар бөлініп шығады. Барлық ұшып кеткен электрондарды біріктіру, олардың санын көбейтіп, өлшенетін электрлік ток алу үшін, фотокөбейткішке жылдамдатқыш және фокустаушы кернеу беріледі. Динодтарға жылдамдатқыш потенциал беріледі. Бұл динодтарға жүздеген эВ энергиясымен бір электрон түскенде олардан бірнеше электрон босап шығады. Осылай электрондардың көбеюі жүреді.

8-БИЛЕТ