Явище фотоефекту. Внутрішній та зовнішній фотоелектричні ефекти та їх застосування в медицині.

У 1887 році Г. Герц спостерігав явище, яке згодом стало поштовхом у розвитку квантових уявлень про природу світла. Під час опромінення ультрафіолетовим світлом негативно зарядженої пластинки відбувався сильніший електричний розряд, ніж за відсутності такого опромінення. Як з'ясувалося пізніше, це було проявом явища фотоефекту — виходу електронів з тіла в інше середовище або вакуум під дією електромагнітного випромінювання. Цей вид фотоефекту називають зовнішнім, або фотоелектронною емісією. Фотоелектричним ефектом називають групу явищ, що виникають при взаємодії світла з речовиною і полягають в зміні електропровідності речовини або виникненні електрорушійної сили (внутрішній фотоефект).

Фотоефект є результатом трьох послідовних процесів: поглинання фотона, внаслідок чого енергія одного електрона стає більшою за середню; руху цього електрона до поверхні тіла; виходу його за межі тіла в інше середовище через поверхню поділу.

Фотоелектрони — це електрони, вибиті з поверхні тіла внаслідок фотоефекту. Фізичний зміст роботи виходу в металів полягає в тому, що це мінімальна енергія, потрібна для виходу електрона з тіла у вакуум. Тому, крім хімічної природи металу, вона істотно залежить від стану поверхні тіла.

Це співвідношення називають рівнянням Ейнштейна для зовнішнього фотоефекту.

hv = A + mv² / 2,

де mv² – максимальна кінетична енергія, яку може мати електрон при вильоті з металу.

Внутрішній фотоефект – збільшення електропровідності напівпровідників або діелектриків під дією світла (фотопровідність);

Електровакуумні або напівпровідникові прилади, принцип роботи яких заснований на фотоефекті, називають фотоелектронним. Фотоелектронні помножувачі застосовують головним чином для вимірювання малих променистих потоків, зокрема ними реєструють надслабку біолюмінесценцію, що важливо при деяких біофізичних дослідженнях. У медицині електронно-оптичного перетворювачі застосовують для посилення яскравості рентгенівського зображення, це дозволяє значно зменшити дозу опромінення людини. Залежність сили фотоструму від освітленості (світлового потоку) дозволяє використовувати фотоелементи як люксметри, що знаходить застосування в санітарно-гігієнічній практиці. Деякі вентильні фотоелементи (сірчистої-талієву, германієвий) чутливі до інфрачервоного випромінювання, їх застосовують для виявлення нагрітих невидимих ​​тіл, тобто як би розширюють можливості зору. Інші фотоелементи (селенові) мають спектральну чутливість, близьку до людського ока, це відкриває можливості використання їх в автоматичних системах і приладах замість ока як об'єктивних приймачів видимого діапазону світла.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: