Элементы квантовой, атомной и ядерной физики. Полицинский Е.В. - 21 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

21
На явлении фотоэффекта основано действие фотоэлектронных
приборов, получивших разнообразное применение в различных облас-
тях науки и техники. В настоящее время практически невозможно ука-
зать отрасли производства, где бы не использовались фотоэлементы —
приемники излучения, работающие на основе фотоэффекта и преоб-
разующие энергию излучения в электрическую.
Простейшим фотоэлементом с внешним фотоэффектом является
вакуумный фотоэлемент. Он представляет собой откачанный стеклян-
ный баллон, внутренняя поверхность которого (за исключением окошка
для доступа излучения) покрыта фоточувствительным слоем, служащим
фотокатодом. В качестве анода обычно используется кольцо или сетка,
помещаемая в центре баллона. Фотоэлемент включается в цепь батареи,
э.д.с. которой выбирается такой, чтобы обеспечить фототок насыщения.
Выбор материала фотокатода определяется рабочей областью спектра:
для регистрации видимого света и инфракрасного излучения использу-
ется кислородно-цезиевый катод, для регистрации ультрафиолетового
излучения и коротковолновой части видимого света — сурьмяно-
цезиевый. Вакуумные фотоэлементы безынерционны, и для них наблю-
дается строгая пропорциональность фототока интенсивности излучения.
Эти свойства позволяют использовать вакуумные фотоэлементы в каче-
стве фотометрических приборов, например фотоэлектрический экспо-
нометр, люксметр (измеритель освещенности) и так далее.
Для усиления фототока применяются фотоэлектронные умно-
жители, в которых наряду с фотоэффектом используется явление вто-
ричной электронной эмиссии. Различные виды фотоэффекта использу-
ются также в производстве для контроля, управления и автоматизации
различных процессов, в военной технике для сигнализации и локации
невидимым излучением, в технике звукового кино, в различных систе-
мах связи и так далее.
Итак, законы фотоэффекта свидетельствуют, что свет при испус-
кании и поглощении ведет себя подобно потоку частиц, получивших на-
звание фотонов или световых квантов.
Энергия фотонов равна
E = h
·ν
(24).
Фотон движется в вакууме со скоростью c. Фотон не имеет массы,
m = 0. Из общего соотношения специальной теории относительности,
связывающего энергию, импульс и массу любой частицы,
E
2
= m
2
·
c
4
+ p
2
·
c
2
(25),
следует, что фотон обладает импульсом
E h
p
c c
ν
⋅
= =
(26).

Страницы