$ Фотоэлементы t

Доктор физико-математических наук П. ТИМОФЕЕВ Рис. А. КАТКОВСКОГО

С давних пор мечтал человек о том, чтобы изобрести такие машины, которые работали бы сами собой, автоматически. В народных сказках фигурировали ковер-самолет, волшебная игла, которая сама шила в руках Марьи-искусницы, скатерть-самобранка...

Действительность превзошла технические мечты наших предков.

Мы настолько свыклись с окружающим нас миром автоматики, что подчас не замечаем его. В подземных дворцах метро мы спускаемся по «лестнице-чудес-нице», перед нами открываются двери даже без слов: «Сезам, откройся!» Носим ткани, сотканные чудесными станками-автоматами.

В последнее время в нашей стране появились целые автоматические заводы. Gee работы на них производятся машинами: машины сами обрабатывают, сами контролируют, сами упаковывают детали. И сами ведут учет своей производительности. Инженер-оператор,

Принцип действия фотоэлемента. Излучаемъи лампочкой фотоны сообщают электронам металла энергию, необходимую для преодоления потенциального барьера.

с помощью машин же, только наблюдает, чтобы автоматы не разладились.

Автоматика помогает стирать грань между умственным и физическим трудом. Она нужна (для того, чтобы труд становился легким и радостным, чтобы росли и множились богатства и мощь нашей родины.

Одной из основных частей многих автоматических устройств являются фотоэлементы.

I

«ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ГЛАЗА»

Россия — родина фотоэлектронной автоматики. Создателем первых в мире фотоэлементов является русский ученый А. Г. Столетов.

В 1888 году он сделал великое открытие. Под действием света он получил электрический ток.

Носитель элементарного электрического заряда — электрон — является одним из основных элементов, из которых построены все материальные тела. Поток электронов образует электрический ток. Оказывается, что воздействием света на некоторые вещества можно вырвать из них электроны, а потом заставить их двигаться, образуя электрический ток.

Столетов сформулировал и основной закон этого явления: при внешнем фотоэффекте фототок пропорционален силе света, падающего на активную поверхность, то-есть изменение силы света вызывает и изменение фототока. А изменяющийся, колеблющийся ток

можно передать по проводам, по радио, превратить в механические воздействия или опять в световые.

Приборы, в которых электронный поток рождается под (воздействием света, и называются фотоэлементами.

В Москве, Ленинграде, Киеве и других городах нашей родины на телеграфе можно видеть объявление о приеме фототелеграмм. Бы можете принести сюда рисунок, документы или даже фотографию. Через несколько минут на телеграфе другого города будет получена точная фотографическая копия с данного документа или рисунка.

Основными деталями чудесного прибора, передавшего по проводам вашу телеграмму или чертеж, не исказив ни одной детали, не пропустив ни одной цифры, являются фотоэлементы.

Фотоэлементы безошибочно бракуют и считают продукцию, зорко несут пожарную и сторожевую службу. Более того: они прекрасно видят. Недаром их называют «электрическими глазами».

Существует целый ряд различных по своему устройству фотоэлементов. С основными, наиболее распространенными из них мы и познакомимся.

ВАКУУМНЫЕ ФОТОЭЛЕМЕНТЫ

Освобождение электронов с поверхности металла под влиянием света называется внешним фотоэффектом.

Простейший вакуумный фотоэлемент устроен следующим образом. В колбе, из которой выкачан воздух, помещен фотокатод — активная поверхность, излучающая со своей поверхности под влиянием света электроны, — и анод в виде сетки или кольца, расположенный против фотокатода. Форма анода выбирается такой, чтобы не мешать попаданию света на фотокатод.

Вылетающие из катода при освещении электроны устремляются под действием электрического притяжения к аноду. Гальванометр, включенный в цепь фотоэлемента, показывает (возникновение фототока.

Что же происходит на активной поверхности фотокатода при падении на нее света?

Как нам известно, электроны, находящиеся внутри металла, не могут сами перескочить границу металла вследствие того, что на этой границе возникает разность потенциалов, или, как теперь принято называть, потенциальный барьер, задерживающий эти электроны.

Кислородно-цезиееый фотоэлемент. Фотоны выбивают у атомов цезия электроны, связи которых ослаблены силами сорбции. Зарядившиеся положительно атомы цезия нейтрализуются электронами, приходящими из толщи катода.

4