Байдуллаева Қазақтіліне аударғандар Н. М. Алмабаева, Г. Е. Байдуллаева, К. Е. Раманқұлов Мәскеу и з д а т е л ь с к а я г р у п п а «гэотар-медиа» 1 9

Көріп тұрғанымыздай «кызыл шекара» деген терминфотоэффект шекарасы 
жарыктың қызыл аймағына түседі дегенді білдірмейді.
Ішкі фотоэффект жартылай өткізгіш пен диодтарды жарыктандырғанда 
және егер фотонның энергиясы электронды валентті зонадан өткізгіш зона- 
сына өткізуге жетсе пайда болады. Қоспалык жартылай өткізгіштерде де, егер 
электрон энергиясы электрондарды донорлык коспалык деңгейден немесе 
акцепторлы коспалык деңгейдегі валентгі зонадан өткізгіш зонасына өткізуге 
жеткілікті болса фотоэффект күбылысы байкалады. Сонымен жартылай жар­
тылай өткізгіштер және диэлектриктерде фотоэлектрөткізгіштік пайда болады.
Ішкі фотоэффектінің кызык түрі электронды және ақаулы жартылай 
өткізгіштердің байланысында байкалады. Бұл жағдайда жарыктың әсерінен 
р—
я-өтудің электрлі өрісімен бөлінген, электрондар және акаулар пайда бо­
лады: электрондар 
п
типті жартылай өткі згішке, ал акаулар 
р
типті жартылай 
өткізгіштіккеығысады. Осы кезде электронды және акаулы жартылай өткізгіш- 
те байланыс (контактілі) потенциал айырымы пайда болып, тепе-тендік кұйге 
катысты фотоэлектрлі козғаушы күш пайда болады. Мұндай ішкі фотоэффект 
түрін 
бурандалы фотоэффект
атайды.
Бұл аркылы электромагнитті сәуле шығарудың энергиясын электр тоғының 
энергиясына тікелей түрлендіруге мүмкіндік береді. Жұмыс принципі фотоэф­
фект кұбылысына негізделген электровакуумды және жартылай өткізгішті кү- 
ралдар фотоэлектронды деп аталады. Солардын кейбіреуін карастырайык.
Фотоэффект кезінде жарықтың корпускулалық қасиеті көрінеді. Бұл мәсе- 
ле осы тарауда талкыланады, себебі жылулык сәуле шығарудың индикациясы 
осы күбылыска негізделген.
Фотоэлектронды кұралдың ең көп тараған түрі — фотоэлемент. Фотоэле­
мент сырткы фотоэффектіге (27.6, а-сурет) негізделінген, ол электрондар көзі — 
К
фотоккатодтан, оған жарык түседі және 
А
анодтан тұрады. Барлық жүйе 
ауасы сорылған шыны ішінде орналаскан. Фотосезгіш кабаттан тұратын фо­
токатод баллонный ішкі бетіне жағылған (27.6, б-сурет). 27.6, в-суретте фото- 
катодтың тізбекке косылу сызбасы көрсетілген.
Вакуумды фотоэлементтер үшін жүмыс режимі болып жарык ағынынын 
әртүрлі мәні үшін алынған вольт-амперлі сипаттамамен, көлденең бөлігіне 
сәйкес келетін канығу режимі табылады (27.7-сурет; Ф,>Ф,).
Фотоэлементтің негізгі параметрі — оның сезімталдығы, ол фототок күшінің 
сәйкес жарык ағынына катысы аркылы аныкгалады. Бүл шама вакуумды фо- 
тоэлементтерде 100 мкА/лм деңгейіне дейін жетеді.

Фототоктын күшін арттыру үшін газ толтырылған фотоэлементтер колда- 
нылады, онда инертті газда өздік емес караңғы разряд және металдардың бетін 
бірінші ретті электрондар шоғырымен аткылау нәтижесінде электрондардың 
үшып шығуы — екінші ретті электрондар эмиссиясы пайда болады. Бұл кұбы- 
лыс фотоэлектронды көбейткіштерде қолданылады (ФЭК).
ФЭК сызбасы 27.8-суретте берілген 
К
фотокатодқа түскен фотондар элект- 
рондарды эммитерлеп, бірінші 
Э{
электродта (динодта) фокусталады. Екінші 
ретті электронды эмиссияның аркасында бүл динодтан өзіне түскен электрон- 
дардан көп электрондар ұшып шығады, яғни электрондардың көбеюі болады. 
Бір динодтан келесі динодқа дейін көбейе отырып, электрондар саны алғаш- 
кыдан жүз есеге артык фототок пайда болады.
ФЭК негізінен шамасы аз сәулелер шоғырын есептеуде, мысалы, кейбір 
биофизикалык зерттеулерге кажет өте әлсіз биолюминесценциясын өлшеу 
үшін колданылады. Сырткы фотоэффектіге электронды-оптикалык түр- 
лендіргіш (ЭОТ) негізделген, ол спектрдің бір аумағындағы кескінді екінші 
аумакка түрлендіру үшін және кескіннін жарыктылығын арттыру үшін кол­
данылады. Қарапайым ЭОТ сызбасы 27.9-суретте көрсетілген. 1 нысананың 
жарыкты кескіні жартылай мөлдір 
К
фотокатодта проекцияланады, ол 2 элект­
ронды кескінге түрлендіреді. 
Э
электродтан электр өрісімен үдетілген және 
фокусталған электрондар 
L
люминесценттік экранға түседі. Бүл электронды 
кескін катодолюминесценциянын арқасында кайтадан 3 жарык кескініне кө- 
шеді.
Медицинада ЭОТ рентген сәулесімен алынған кескіндерінің жарыкты- 
лығын күшейту үшін колданса (§31.4 караңыз), бұл адамдардын сәулелену 
дозасына аз ұшырауын камтамасыз етеді. Егер ЭОТ-дан келген сигнал теле- 
дидар жүйеге түссе,онда дененін «жылулык» кескінін алуға болады. Дененін 
әр бөлігінде температуралар әртүрлі болғандыктан экранда әртүрлі түрлі- 
түсті кескіндер көрінеді, ал ак-кара экран болса, онда әртүрлі жарыктылығы- 
мен көрінеді. Тепловизор деп аталатын мұндай жүйе термографияда кенінен 
колданылады (§27.5 караңыз). 27.10-суретте тепловизордын сырткы көрінісі 
берілген.
Бұрандалы фотоэлементтердің вакуумдегілерге Караганда артыкшылығы 
бар. Өйткені олар ток көзінсіз жұмыс істейді. Осындай фотоэлементтін бірі — 
мысты-тотыкты элементтер 27.11-суретте көрсетілген. Электродтардын бі- 
реуінін кызметін аткаратын мысты пластина мыс тотығынын СшО (жарты­
лай өткізгіш) жұка кабатымен капталады. Мыстын тотығына екінші электрод 
жұмысын аткаратынметалдын мөлдір кабаты жанасады (мысаты, Аи алтын).

Егер фотоэлементті екінші электрод ар- 
кылы жарықтандырса, онда электродтар 
арасында фото — ЭК.К. пайда болады, ал 
оларды қосатын болса, электр тізбегін- 
де жарык ағынына тәуелдіток күші пайда 
болады. Бұрандалы фотоэлементтің сезім- 
таідығы бірнеше мыңдаған микроампер- 
дегі люменге жетеді. Күн сәуле шығаруының 15% пәк бар. жоғарғы эффектілі 
бүрандалы фотоэлемент негізінде жасалған арнайы күнмен жасайтын батарея- 
лар кос мосты корабльдерде және жер серіктерінде кеңінен колданылады.
Фототок күшінің жарыкталынуға тәуелділіті (жарык ағыны) фотоэлемент- 
терді люксметр ретінде қолдануға ы ктіл етеді. атар саннтарлы-гигиеналык 
практикада және суретке түсіргенде экспозицияны аныктауда колданыс тапты.
Кейбір бұрандалы фотоэлементтер ннфракызыл сәуле шығаруғы сезім- 
тал. оларды көрінбейтін жылу денелерін аныктау үшін кодданады. Яғни 
көру мүмкіншілігін арттырады. Кейбір фотоэлементтер адамнын кезіне тән 
спектрлік сезімталдыкка не, яғнн оларды кейбір күралдарда көздің орнына 
қолдануға бодады.
Фотооткізгіштік күбылысына фотокедергілі деп атадатын кұралдар негіз- 
делінген. Қарапайым фотокедергі (27.12-сурет) 2 металлы электроды бар жүка 
жартылай еткізгіштегі 1 кабаттан түр;иы; 3 — изолятор.
Фотокедерплер фотоэлементтер снякты жарыктың кейбір сипаттамаларын 
аныктайды және автоматты жүйеде. есептеуіш күралда кадданылады.
27.9. Ж АРЫ Қ ЭТАЛОНЫ. КЕЙБІР Ж АРЫ Қ Ш АМАЛАРЫ
Денелердің жылулык сәуле шыгару козге корінер жарыктың кезі ретінде 
кеңінен колданылады. Сондыктлн оны снпаттайтын кейбір шамаларға ток- 
талайык. Жарыктың шамалы бірлігін дат аныктау үшін накты геометриялык 
өлшеммен аныкталатын жарык эталоны колданылады.
1 Ғ ^ Л ; ^ 1

жүктеу/скачать 28,1 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: