Прымяненне фотаэфекту - усюды і шмат

Фотаэфект з'яўляецца вынікам ўзаемадзеяння святла з рэчывам, пры якім энергія святла паглынаецца і генеруецца электрычны ток. Калі пры такім уздзеянні святла згенераваны электрон выходзіць за межы фізічнага цела, то назіраецца знешні фотаэфект, калі застаецца ўнутры і прыводзіць да змены праводнасці матэрыялу - то ўнутраны.

Практычнае прымяненне фотаэфекту ў тэхніцы можа быць разнастайным. У прыватнасці, знешні фотаэфект ўжываецца для прайгравання гуку, напрыклад, у кіно. Акрамя таго, створаны спецыяльныя прыборы для вымярэння яркасці, сілы святла, асветленасці. З'ява фотаэфекту задзейнічана ў кіраванні вытворчымі працэсамі. Для гэтага ёсць спецыяльныя прыборы, званыя фотаэлементамі.

Фотаэлементы і іх прымяненне заснаваныя на факце змены праводнасці пры змене асветленасці. У асноўным такія элементы выкарыстоўваюцца ў сістэмах кантролю і ўліку, напрыклад, падліку гатовай прадукцыі. Іншае іх прызначэнне - кантроль траплення аб'екта ў забароненую зону. Калі рука аператара прэса трапляе ў рабочую зону, то прэс адразу спыняецца. Гэта спрацоўвае фотаэлемент. Такое ж прылада стаіць у згаданым раней турнікеце ў метро: калі аплата праведзена (фотаэлемент адключаны), то праход адкрыты, калі няма (фотаэлемент уключаны), то закрыты.

Павышэнне задымленасці паветра таксама прыводзіць да спрацоўвання фотаэлемента, сігналізуюць аб крытычнай сітуацыі. Выкарыстанне фотаэлементаў ў апрацоўчых станках дазволіла дамагчыся падвышанай дакладнасці апрацоўкі дэталяў.

Іншы магчымасцю з'яўляецца прымяненне фотаэфекту ў якасці крыніцы току, або сонечных батарэй. У падобных прыладах праца заснаваная на разнавіднасці ўнутранага фотаэфекту, званага вентыльных фотаэфектам. У гэтым выпадку пры трапленні святла на кантакт двух паўправаднікоў ўзнікае ЭРС, з прычыны чаго магчыма прамое пераўтварэнне светлавой ў электрычную энергію.

Падобныя сонечныя батарэі вырабляюцца на аснове злучэнняў арсенід Галіі. Яны дазваляюць атрымліваць электраэнергію без нанясення шкоды экалогіі - сонца асвятляе паверхню батарэі, і на выхадзе атрымліваецца гатовая да спажывання энергія. Няма ніякіх складаных механічных прылад, няма неабходнасці спальваць паліва ці будаваць магутныя плаціны.

Аднак такое прымяненне фотаэфекту спалучана ў цяперашні час са значнымі цяжкасцямі. Па-першае, самі сонечныя батарэі дарогі і, адпаведна, будзе дарогай якая атрымліваецца электраэнергія. Па-другое, ККД падобнага пераўтварэння не перавышае 26%. Праўда, працы ў кірунку павышэння эфектыўнасці і памяншэння кошту пераўтварэнні светлавога патоку працягваюцца, і можна спадзявацца, што ў хуткім часе будуць гатовыя досыць эфектыўныя і танныя сонечныя батарэі.

Бо нават цяпер патрэба касмічных станцый ў электраэнергіі забяспечваюць сонечныя батарэі. Ды і ў месцах, дзе на працягу года назіраецца шмат сонечных дзён, працуюць падобныя пераўтваральнікі. Перспектывы выкарыстання сонечнай энергіі вельмі прывабныя. Праведзены эксперыменты, якія даказваюць, што энергія сонца дазваляе плавіць метал. А калі яшчэ ўзгадаць легенду, паводле якой старажытнагрэцкі навуковец Архімед, выкарыстоўваючы люстэрка, змог пры дапамозе сонечнага святла спаліць рымскія караблі, то можна не сумнявацца ў неабмежаваных магчымасцях прымянення святла як крыніцы энергіі.

У прадстаўленым матэрыяле разгледжана прымяненне фотаэфекту, механізм яго ўзнікнення і разнавіднасці. Прыведзены прыклады практычнага выкарыстання з'явы фотаэфекту ў тэхніцы.