Фотоэлементы и их применение. Радиоактивность

Фотоэлементы и их применение
Приборы, в основе принципа действия которых лежит явление фотоэффекта, называют фотоэлементами.
Внешний фотоэффект
А — анод; К — катод светочувствительный; О — окошко для доступа света. Достоинства фотоэлемента: безынерционность, фототок I пропорционален световому потоку Ф. Недостатки фотоэлемента: слабый ток, малая чувствительность кдлинноволновому излучению; сложность в изготовлении, не используется в цепях переменного тока.
Применение в технике 1. Кино: воспроизведение звука. 2. Фототелеграф, фототелефон. 3. Фотометрия: для измерения силы света, яркости, освещенности. 4. Управление производственными процессами. Ф — фотоэлемент; У —усилитель; Р — электромагнитное реле; К. — катушка; Я — якорь.
Внутренний фотоэффект Изменение концентрации носителей тока в веществе и как следствие изменение электропроводности данного вещества под действием света. Фоторезистор—устройство, сопротивление которого зависит от освещенности. Используется при автоматическом управлении электрическими цепями с помощью световых сигналов и в цепях переменного тока
Вентильный фотоэффект Возникновение ЭДС под действием света в системе, содержащей контакт двух различных полупроводников. Используется в солнечных батареях, которые имеют КПД 12—16% и применяются в искусственных спутниках Земли, при получении энергии в пустыне. Принцип действия солнечной батареи: при поглощении кванта энергии hv полупроводником освобождается дополнительная пара носителей (электрон и дырка), которые движутся в разных направлениях: дырка — в сторону полупроводников p-типа, а электрон — в сторону полупроводников n-типа. В результате образуется в полупроводнике n-типа избыток свободных электронов, а в полупроводнике p-типа — избыток дырок. Возникает разность потенциалов.

Радиоактивность
1896 г. Французский физик А. Беккерель, изучая явление люминесценции солей урана, установил, что урановая соль испускает лучи неизвестного типа, которые проходят через бумагу, дерево, тонкие металлические пластины, ионизируют воздух.
1897-98 г. Мария Склодовская-Кюри и Пьер Кюри, исследуя урановые руды, обнаружила новые химические элементы: полоний, радий. Явление самопроизвольного превращения неустойчивых изотопов в устойчивые, сопровождающееся испусканием частиц и излучением энергии, называется естественной радиоактивностью. Все химические элементы, начиная с порядкового номера 83, являются радиоактивными.
Виды радиоактивных излучений
1898 г. подвергая радиоактивное излучение действию магнитного поля, Э. Резерфорд выделил два вида лучей: α -лучи — тяжелые положительно заряженные частицы (ядра атомов гелия) и β -лучи — легкие отрицательно заряженные частицы (тождественны электронам).
В 1900 г. П. Виллард открыл гамма-лучи — нейтральное излучение, где масса покоя равна нулю (аналогично свойствам света, но ). После установления Резерфордом структуры атома стало ясно, что радиоактивность представляет собой ядерный процесс. 1902 г. Э. Резерфорд и Ф. Содди доказали, что в результате радиоактивного распада происходит превращение атомов одного химического элемента в атомы другого химического элемента, сопровождаемое испусканием различных частиц и сформулировали правила смещения.