Zastosowanie fotoogniwa do pomiarów fotometrycznych

Wprowadzenie :

Są trzy rodzaje zjawisk fotoelektrycznych :

1. zewnętrzne - polega na emisji elektronów przez ciało naświetlone promieniowaniem elektromagnetycznym o dużej energii kwantów, np. fotokomórka,

2. wewnętrzne - polega na zwiększeniu przewodnictwa półprzewodników pod wpływem naświetlenia, np. fotoopory,

3. zaporowe - na powierzchni granicznej między półprzewodnikiem a metalem gromadzą się pod wpływem naświetlania elektrony. Warstwa zwana zaporową przepuszcza elektrony tylko w jednym kierunku. Jednym z rodzajów ogniw fotoelektrycznych jest fotoogniwo selenowe.

Górna elektroda to bardzo cienka warstwa ołowiu napylona na warstwę selenu znajdującego się na podstawie żelaznej. Jeżeli obie elektrody ogniwa połączymy obwodem zewnętrznym i oświetlimy półprzezroczystą warstwę Pb to w obwodzie popłynie prąd od selenu do ołowiu. Zasada działania - pod wpływem światła z warstwy Se wysyłane są elektrony. Powierzchnia styku pomiędzy Pb i Se ma działanie prostujące, pozwala przechodzić elektronom tylko od Se do Pb. Wysyłane elektrony mogą poruszać się tylko w jednym kierunku dając w obwodzie zewnętrznym prąd.

Wielkości fotometryczne.

Za wielkość podstawową przyjmujemy światłość I źródła światła. Jednostką jest 1 kandel [cd]. Jest to
światłości wyprowadzonej w kierunku prostopadłym przez 1 cm² ciała doskonale czarnego w temperaturze krzepnięcia platyny pod ciśnieniem
. Strumień świetlny Φ wysłany równomiernie we wszystkich kierunkach przez punktowe źródło światła o światłości I w kąt bryłowy ω wynosi Φ = I ω . jednostką strumienia jest 1 lumen [lm]. Jest to strumień światła wysyłany przez źródło o I = 1 [cd] w kąt bryłowy równy 1 steradianowi ( w pełny kąt bryłowy wysyłane jest Φ = 4 Π I ). Oświetleniem E powierzchni dS , na którą pada prostopadle strumień światła dΦ nazywamy
. Jednostką oświetlenia jest 1 luks [lx],
. Oświetlenie wywołane przez źródło punktowe wynosi
( I - natężenie (światłość) źródła, r - odległość powierzchni od źródła, α - kąt padania światła ). Czółośc oświetleniowa fotoogniwa -
.

Zadanie nr 1

Charakterystyka oświetleniowa fotoogniwa.

Obliczanie czułości oświetleniowej fotoogniwa.

[lx]

Zadanie nr 2

Wykres zależności natężenia fotoprądu od grubości płyt absorpcyjnych

Wyznaczenie współczynnika absorpcji
w określonym gatunku szkła. Miernikiem natężeni światła jest u nas układ fotoogniwo-galwanometr.

.

1