фото-елементи є основною частиною люксметром - приладів для вимірювання освітленості, а також фотоекспонометра. (Вентильним фотоелемент). Дві дотичні один з одним пластинки, виготовлені з металу і його оксиду (напівпровідника), покриті зверху тонким прозорим шаром металу. Прикордонний шар між металом і його оксидом має односторонню електропровідність - електрони можуть проходити лише в напрямку від оксиду металу до металу. Потік електронів, що йде в цьому напрямку, створюється під дією світла без жодного зовнішнього джерела напруги. Вентильний фотоелемент безпосередньо перетворює енергію світлової хвилі в енергію електричного струму, тобто є джерелом струму. На цьому принципі заснована дія сонячних батарей, які встановлюються на космічних кораблях. Такі фото-елементи є основною частиною люксметром - приладів для вимірювання освітленості, а також фотоекспонометра.
9. Тиск світла. Досліди П.Н.Лебедева
Тиском світла називається тиск, який виробляють електромагнітні світлові хвилі, що падають на поверхню будь-якого тіла. Існування тиску було передбачене Дж. Максвеллом в його електромагнітної теорії світла.
Якщо, наприклад, електромагнітна хвиля падає на метал (рис. 19.9), то під дією електричного поля хвилі з напруженістю E ? електрони поверхневого шару металу будуть рухатися в напрямку, протилежному вектору E ? , Зі швидкістю ? ? = const . Магнітне поле хвилі з індукцією В діє на рухомі електрони з силою Лоренца F Л в напрямку, перпендикулярному поверхні металу (згідно з правилом лівої руки ). Тиск р, чиниться хвилею на поверхню металу, можна розрахувати як відношення рівнодіючої сил Лоренца, діючих на вільні електрони в поверхневому шарі металу, до площі поверхні металу:
p =? nn =1 F ? iLS .
На підставі електромагнітної теорії Максвелл отримав формулу для світлового тиску. З її допомогою він розрахував тиск сонячного світла в яскравий полудень на абсолютно чорне тіло, розташоване перпендикулярно сонячним променям. Це тиск виявився рівним 4,6 мкПа:
p =(1 + ? ) Jc .
де J - інтенсивність світла, ? - коефіцієнт відбиття світла (див. § 16.3), з - швидкість світла у вакуумі. Для дзеркальних поверхонь ? =1, при повному поглинанні (для абсолютно чорного тіла) ? =0
З точки зору квантової теорії, тиск є наслідком того, що у фотона мається імпульс pf = h? c . Нехай світло падає перпендикулярно поверхні тіла і за 1 с на 1 м 2 поверхні падає N фотонів. Частина з них поглинеться поверхнею тіла (непружне співудар), і кожен з поглинених фотонів передає цієї поверхні свій імпульс pf = h? C . Частина ж фотонів відіб'ється (пружне зіткнення). Відбитий фотон полетить від поверхні в протилежному напрямку. Повний імпульс, переданий поверхні відбитим фотоном, буде...
