VI. Применение фотоэффекта:

1. Вакуумные фотоэлементы:

У стройство:

1. стеклянный вакуумный баллон;

2. К(-) – катод - тонкий слой

металла с малой работой выхода;

3. А(+) – анод – проволочная петля или диск, служащий для улавливания фотонов.

Принцип действия: при попадании света на катод, электроны, вырванные из него светом, движутся к аноду под действием электрического поля между катодом и анодом => цепь замыкается => реле.

Достоинства: 1.безинерционность;

2.

Недостатки:

1. слабый ток;

2. малая чувствительность к длинноволновому

излучению;

3. сложность в изготовлении;

4. не используется в цепях переменного тока;

Применение:

1. турникеты метро;

2. регулировка уличного освещения;

3. запись и воспроизведение звука в кино

(звуковая дорожка)

2. Полупроводниковые фотоэлементы:

У стройство:

1. фоторезистор с p – n переходом;

2. резистор.

Принцип действия: под действием света при поглощении γ – кванта образуются пары электрон – дырка. В области p – n перехода существует электрическое поле, которое заставляет неосновные носители заряда перемещаться через контакт( из р – электроны, из n – дырки) => происходит накопление основных носителей заряда => увеличивается потенциал p – области, потенциал n – области уменьшается => возникает разность потенциалов, которая представляет собой фото – ЭДС (Вентельный эффект)

П рименение: 1. солнечные батареи для получения энергии на космической станции, в искусственных спутниках Земли, в пустынях;

2. в фотоэкспонометрах.

.

ДАВЛЕНИЕ СВЕТА

Из теории Максвелла следовало, что электромагнитные волны должны оказывать давление на поглощающее или отражающее тело.

Давление электромагнитного излучения объясняется тем, что под действием электрического поля волны в веществе возникают слабые токи, то есть упорядоченное движение заряженных частиц. На эти токи действует сила Ампера со стороны магнитного поля волны, направленная в толщу вещества. Эта сила и создает результирующее давление. Обычно давление электромагнитного излучения ничтожно мало. Так, например, давление солнечного излучения, приходящего на Землю, на абсолютно поглощающую поверхность составляет примерно 5 мкПа. Первые эксперименты по определению давления излучения на отражающие и поглощающие тела, подтвердившие вывод теории Максвелла, были выполнены П. Н. Лебедевым (1900 г.). Опыты Лебедева имели огромное значение для утверждения электромагнитной теории Максвелла.

Существование давления электромагнитных волн позволяет сделать вывод о том, что электромагнитному полю присущ механический импульс.

где ω_эл.мг.– объемная плотность

электромагнитной энергии,

c – скорость распространения волн в вакууме.

Наличие электромагнитного импульса позволяет ввести понятие электромагнитной массы.

Для поля в единичном объеме

Отсюда следует:

Это соотношение между массой и энергией электромагнитного поля является универсальным законом природы. Согласно специальной теории относительности, оно справедливо для любых тел независимо от их природы и внутреннего строения.

О пыт Лебедева (1900 г.): Устройство:

1 . стеклянный вакуумный баллон;

2. крылышки из фольги, закрепленные на стеклянной нити.

Принцип действия: свет падает на фольгу и оказывает давление, крылышки разворачиваются и по углу поворота можно судить о его значении.

(на S = 1м² действует F=4·10^-6Н)

Трудности:

1. создание вакуума;

2. неравномерность нагрева крылышек.

Опыт Лебедева доказал, что фотоны имеют импульс => существование светового давления.

Примеры: 1. световое давление Солнца разворачивает хвост кометы;

2. световое давление оказываемое на полиэтиленовый шар надутый сжатым газом после выхода американского спутника на орбиту, сместило его за один оборот вокруг Солнца на 5 м, поэтому спутник держался на орбите не 209 запланированных лет, а меньше года.