Техника - молодёжи 1938-06, страница 22

электронов, т. е. электрическому току.

Вероятно, этим и объясняется, почему у аморфных тел (некристаллического сложения) до сих пор не удалось вызвать сколько-нибудь значительного внутреннего фотоэффекта. У таких тел атомы расположены в пространстве беспорядочно. Электронам здесь так же трудно двигаться, как и человеку среди кучи развалин. Поэтому вырванный квантом электрон может пройти очень незначительный путь внутри вещества: он тотчас же «прилипнет» к какому-нибудь случайно попавшемуся атому и таким образом закончит свое существование как фотоэлектрон.

Сравнительно недавно был открыт еще один вид фотоэлектрического эффекта. Это так называемый фотоэффект в запирающем слое. Такое название он получил потому, что проявляется на границе соприкосновения двух тел. Представьте себе, что на медную пластинку нанесен тонкий слой закиси меди, а на нее наложен какой-либо металлический электрод, полупрозрачный для лучей света. Если приключить к такой системе гальванометр, а затем осветить полупрозрачный электрод каким-либо источником света, то стрелка гальванометра тотчас же покажет возникновение тока.

В происхождении этого фотоэффекта большую роль играет слой плохопроводящего вещества, каким является закись меди, нанесенная н-а медную пластинку. Физикам уже давно было известно, что световые кванты вырывают из полупроводников большее количество электронов, чем из металлов. Пользуясь этим фактом, мы и можем объяснить действие фотоэлемента с запирающим слоем. Вот мы осветили^ его сильным оветом. Поток кванте вырывает из слоя закиси медн/и из медной пластинки электроны. Но из слоя закиси меди их вдоета-

Фотоэлементы позволили измерять силу света весьма далеких звезд

ет значительно больше, чем из медной пластинки. Как всякие соприкасающиеся тела, слой закиси меди и медная пластинка могли бы обменяться своими свободными электронами. Но этому препятствует пограничная среда, или зазор, образовавшийся на месте соприкосновения. Электроны должны преодолеть этот своеобразный барьер, или, как говорят физики, запирающий слой. Так как из слоя закиси меди вырвано значительно больше электронов, то они мощным потоком устремляются на пограничный барьер, и значительная/ часть их преодолевает его. Редкие же электроны, вырванные из медной пластинки, бессильны преодолеть это препятствие, и ^олько •ничтожное их количество /шроти-скивается» сквозь него. Тайим образом, создается поток электронов, направленный из слоя закиси меди в эдедную пластинку^Значит, появился электрический ток, о чем немедленно известит стрелка гальванометра.

Фотоэффект запирающем слое особенно интересен тем, что для получения егс/не надо накладывать добавочного/напряжения, как это необходим^ в случае внешнего и внутреннего эффекта. Здесь мы имеем непосредственное преобразо-вание^ветовой энергии в электрически

1так, в течение нескольких девятилетий раскрывала наука эту 'тайну взаимодействия между светом и электричеством. И уже многое из внутреннего механизма этого взаимодействия нам стало ясным. Конечно, все явления различных видов фотоэффекта протекают в действительности много сложнее, чем мы здесь описали. Есть еще немало спорных и «невыясненных моментов в этом сложном процессе. Мы же изложили лишь его основные принципы, несколько упрощенную схему, чтобы дать возможность читателю разобраться в этом одном из самых замечательных завоеваний современной физики.

Открытие и изучение трех основных видов фотоэффекта — внешнего, внутреннего и фотоэффекта в запирающем слое — позволили широко применить его на практике.

Впервые внешний фотоэффект был практически использован для измерения силы света. Известные ученые Эльстер и Гейтель построили для этой цели первый фотоэлемент. Он представлял собой стек

лянную колбу, откуда выкачивался воздух. На одну из стенок колбы был нанесен сло]г калия. Этот слой служил катодов Посредине колбы была впаяеа специальная «ножка», на которой ^ыла укреплена металлическая пластинка. Эта пластинка служила анодом. Анод и катод соединялись с аккумуляторной батареей; таким образом между ними создавалось электрическое ускоряющее поле. Затем в цепь включался очень чувствительный гальванометр. Как только слой калия освежался каким-либо источником света, стрелка гальванометра тотчас же показывала величину возбуждаемого фототока. Фотоэлемент оказался очень чувствительным прибором и позволил изхмерять интенсивность чрезвычайно слабых источников света и отмечать малейшие изменения освещенности. Такой способ измерения силы света получил название фотоэлектрической фотометрии.

Дальнейшее усовершенствование фотоэлементов дало возможность измерять интенсивность таких ничтожно слабых источников света, которые раньше вообще не могли быть обнаружены. Особенно интересно с этой точки зрения применение фотоэлементов в астрономии. С помощью фотоэлемента были открыты новые переменные звезды Переменной оказалась и яркость Марса. Фотоэлементы позволили измерять силу света весьма малых звезд — девятой величины. Для этого у окуляра трубы устанавливается фотоэлемент. Как только даже ничтожно слабый свет от какой-нибудь очень далекой звезды попадет через объектив телескопа на этот фотоэлемент, он тотчас даст о себе знать появлением фототока. Фотоэлементы обладают такой огромной чувствительностью, что при соответствующем усилении могут измерить силу света, которая в 10 млн. раз слабее доходящего до нас света Юпитера.

Для получения фототока теперь используются самые различные вещества. Построены всевозможные типы фотоэлементов, которые обладают самыми разнообразными свой, ствами и применяются для самых различных целей. Точный и безотказный контроль, автоматическое управление, точнейшие измерения, говорящие картины, видение на расстоянии, открытие новых космических миров — все это принесли с собой замечательные приборы, основанные на фотоэффекте.

пл