Методика измерений. На яв­ле­нии фо­то­эф­фе­к­та ос­но­ва­но дей­ст­вие фо­то­эле­мен­тов – прибо­ров, на­хо­дя­щих ши­ро­кое при­ме­не­ние в на­у­ке

На яв­ле­нии фо­то­эф­фе­к­та ос­но­ва­но дей­ст­вие фо­то­эле­мен­тов – прибо­ров, на­хо­дя­щих ши­ро­кое при­ме­не­ние в на­у­ке, тех­ни­ке, на­род­ном хо­зяйстве. Ка­ж­дый фо­то­эле­мент ха­ра­к­те­ри­зу­ет­ся ря­дом па­ра­ме­т­ров, оп­ре­де­ля­ю­щих не толь­ко его свой­ст­ва, но и пре­де­лы при­ме­ни­мо­сти.

Ва­ж­ней­ши­ми па­ра­метра­ми фо­то­эле­мен­тов яв­ля­ют­ся: ин­те­граль­ная и спек­т­раль­ная чув­ст­ви­тельно­с­ти, вольт-­ам­пер­ная характеристика, ра­бо­чее на­пряже­ние и др. Под ин­те­граль­ной чув­ст­ви­тель­но­стью g понимают величину фототока, ко­то­рый те­чет в ко­рот­ко­замк­ну­той це­пи фо­то­эле­мен­та при па­де­нии на не­го еди­ни­чного по­то­ка лу­чи­стой энер­гии, со­сто­я­щей из волн раз­ли­ч­ной дли­ны. Та­ким об­ра­зом,

, (7.6)

где I – ток в цепи фотоэлемента, Ф – падающий на фотоэлемент световой поток. Ко­г­да при­хо­дит­ся иметь де­ло с ви­ди­мой об­ла­стью спек­т­ра, ве­ли­чи­ну све­то­во­го по­то­ка вы­ра­жа­ют в лю­ме­нах, и в этом случае [g]=А/лм.

Освещённость Е поверхности фотоэлемента площадью S равна

. (7.7)

Освещённость, создаваемая точечным изотропным источником света на расстоянии r от него при нормальном падении света:

, (7.8)

где I_св. – сила све­та то­че­ч­но­го ис­то­ч­ни­ка. Тогда чувствительность

. (7.9)

Дру­гой ва­ж­ной ха­ра­к­те­ри­сти­кой фо­то­эле­мен­та яв­ля­ет­ся све­то­вая ха­ра­к­те­ри­сти­ка. Она по­ка­зы­ва­ет, как из­ме­ня­ет­ся фо­то­ток I при из­мене­нии ос­ве­щен­но­сти фо­то­эле­мен­та Е. Гра­фик за­ви­си­мо­сти I=f(Е) позво­ля­ет су­дить об об­ла­с­ти при­ме­ни­мо­сти то­го или ино­го фо­то­при­ем­ни­ка. Све­то­вая ха­ра­к­те­ри­сти­ка фо­то­эле­мен­та, дей­ст­вие ко­то­ро­го ос­но­ва­но на внеш­нем фо­то­эф­фе­к­те, по­з­во­ля­ет убе­дить­ся в од­ном из за­ко­нов фо­то­эффе­к­та: ко­ли­че­ст­во вы­ле­та­ю­щих элек­т­ро­нов про­пор­ци­о­наль­но ко­ли­че­ст­ву па­да­ю­щих на ве­ще­ст­во фо­то­нов; ка­ж­дый фо­тон вза­и­мо­дей­ст­ву­ет с од­ним элек­т­ро­ном.

Вольт­ам­пер­ные ха­ра­к­те­ри­сти­ки от­ра­жа­ют за­ви­си­мость фо­то­то­ка от при­ло­жен­но­го к фо­то­эле­мен­ту на­пря­же­ния при не­из­мен­ном све­то­вом по­то­ке. Эта ха­ра­к­те­ри­сти­ка по­з­во­ля­ет пра­виль­но вы­брать ра­бо­чее на­пря­же­ние фото­э­ле­мен­та. Се­мей­ст­во кри­вых I=f(U), сня­тых при раз­ли­ч­ных уров­нях ос­ве­щен­но­сти, хо­ро­шо ил­лю­ст­ри­ру­ют те­о­рию фо­то­эф­фе­к­та Эйн­штей­на.