EFECTUL

FOTOELECTRIC EXTERN

DefinitieEfectul fotoelectric

extern este fenomenul de emitere de electroni

de catre un metal aflatsub actiunea unei

radiatii electromagnetice

Importanţa acestui fenomen în dezvoltarea domeniului fizicii

constă în a sprijini dualitatea unda-corpuscul a radiaţiei

electromagnetice. Explicaţia matematică a fenomenuluia fost dată de Albert Einstein, pe baza

unor ipoteze cuantice formulate de Max Planck

Au fost necesare aproape trei decenii pentru ca teoria cuantica sa fie acceptata, si multioameni de stiinta au contribuit la dezvoltarea ei. A inceput in

1900 cu ipoteza lui Planckasupra cuantelor de energie si a culminat in anul 1925 cu teoria mecanicii cuantice a luiSchrodinger si Heisenberg, teorie care a

contribuit la intelegerea structurii materiei. In anul 1905 Einstein a extins ipoteza cuantelor de energie, propunand o noua teorie a luminii.Daca pana atunci

lumina era considerata o unda, fenomene noi, precum efectul fotoelectric sauefectul Compton,nu

mai puteau fi explicate decat daca se admitea ca lumina are caracter corpuscular.

LEGILE1. Intensitatea curentului fotoelectric de saturatie depinde direct

proportional de fluxul radiatiei incidente, in conditiile in care frecventa radiatiei trimise pe metal se mentine constanta.

2. Energia cinetica maxima a electronilor emisi prin efect fotoelectric creste liniar cu frecventa radiatiilor incidente cand fluxul radiatiei se mentine constant.

3. Efectul fotoelectric se produce incepand cu o anumita valoare a frecventei radiatiei incidente pe metal,numita frecventa de prag sau prag rosu al fenomenului; aceasta valoare este specifica fiecarui metal.

4. Efectul fotoelectric se produce instantaneu

Teoria corpusculara

Teoria corpusculara afirma faptul ca

lumina este alcatuita din particule

denumitefotoni. Caracteristicile fotonului sunt:

APLICATII ALE

EFECTULUI FOTOELECTRIC

EXTERN

Efectul fotoelectric, pe langa faptul ca a jucat un rol important inconfirmarea teoriei

corpusculare a luminii, are si numeroase aplicatiipractice. Alarmele antifurt si sistemele

automate de deschidere a usilorutilizeaza adesea circuite cu celula fotoelectrica.Cand o

persoanaintrerupe fasciculul luminos, anularea brusca a curentului activeaza uncomutator care

comanda o sonerie sau o usa.Uneori sunt folosite radiatiiUV sau IR la alarme, pentru ca

sunt invizibile.

Multe detectoare de fum folosesc celule fotoelectrice pentru adetecta cantitati infime de fum, care intrerup fluxul luminos si astfelproduc

scaderea curentului electric.Sonorul unui film ("coloana sonora") poate fi inregistrat intr-obanda

ingusta cu innegrire variabila pe o margine laterala a peliculei.Lumina care traverseaza pelicula este astfel

"modulata", iar semnalul deiesire al unui detector cu celula fotoelectrica urmareste fidel

frecventeledin coloana sonora. Efectul fotoelectric extern a dus la realizarea celulei fotoelectrice, afotomultiplicatorului, a releului fotoelectric.

1.Celula fotoelectrica

O celula fotoelectrica poate fi asimilata cu o dioda fotosensibila, functionarea ei bazandu-se pe proprietatile materialelor semiconductoare.Celula fotoelectrica permite conversia directa a energiei luminoase în energie electrica.Principiul de functionare se bazeaz pe efectul fotoelectric.De fapt, o celula este constituita din doua straturi subtiri de material semiconductor. Cele doua straturi sunt dopate diferit:• Pentru stratul N, aport de electroni periferici.• Pentru stratul P, deficit de electroni.

2.Sisteme de protectie si alarmare

Bariera optica cu fascicule multiple este folosita la sistemele de

protectie si alarmare,dar sila declansarea

automata a deschiderii sau inchiderii usilor.

Multe detectoare de fum folosesc celule fotoelectrice pentru a detecta cantitati infime de fum, care intrerup fluxul luminos si astfel produc

scaderea curentului electric

3.Panoul solarPanoul solar a fost creat pentru a transforma lumina

soarelui in curent electric.pentru a realiza acest lucru se utilizeaza si la acest obiect celulele fotoelectrice care au proprietatea de a transforma lumina soarelui in curent

electric. Cercetatorii din cadrul U.S. Department of National Renewable Energy Laboratory au stabilit un adevarat record mondial in cadrul realizarii celei mai

eficiente celule fotoelectrice prin crearea unui dispozitiv fotovoltaic care transforma 40,8% din lumina solara

primita direct in electricitate.

4.Releul fotoelectricReleul fotoelectric este un electromagnet care poate comanda inchiderea si deschiderea unui circuit electric. In cazul releului fotoelectric lumina cade pe fotocatod si determina aparitia unui camp electric care dupa amplificare strabate electromagnetul al carui camp produce inchiderea circuitului comandat. Avand comenzi comode, sigure si rapide, releul fotoelectric se foloseste la numararea unor obiecte in miscare, la intreruperea automata a functionarii unor masini-unelte cand operatorul a intrat intr-o zona unde este pericol de accidentare, la conectarea automata a retelei de iluminat etc.

5.Cititoarele de coduriO singura diodă emitentă iluminează o mică parte dintr-un cod de bare şi o fotocelulă măsoară cantitatea de lumină reflectată. Pe masură ce LED-ul şi fotocelula se deplasează de-a lungul unui cod de bare, tiparul format din linii şi spaţii este capturat şi decodificat. În cazul unui cititor în formă de baghetă, lumină este concentrată de o biluţă transparentă situată în vârful cititorului; pentru a citi, user-ul trebuie să treacă bagheta pe deasupra unui cod de bare.

Domenii de utilizare-automatizare-cinematografie-televiziune-ca dispozitive de functionare automata in diferite ramuri ale economiei.-in circuitele de paza si supraveghere a cladirilor,banci,muzee,etc.--in constructia releelor fotoelectrice.-in comanda deschiderii/inchiderii usilor.-in montaje auxiliare ale sistemelor de captare si utilizare a energiei solare.-alte domenii ale stiintei si tehnicii.

concluzieTinand cont de domeniile in care se utilizeaza celula fotoelectrica putem spune ca aceasta are ca scop sa faca viata de zi cu zi mai usoara.Produsele care sunt construite pe baza celulei fotoelectrice,care transforma lumina in energie electrica,au ca scop protectia mediului dar si securitatea si comfortul omenirii

Proiect realizat de:

-Delaport Teodor