Photoelektrischer Effekt

Der photoelektrische Effekt hat viele praktische Anwendungen, die die Fotozelle, fotoleitende Vorrichtungen und Solarzellen umfassen. Eine Fotozelle ist normalerweise eine Vakuumröhre mit zwei Elektroden. Eine ist eine lichtempfindliche Kathode, die Elektronen emittiert, wenn sie Licht ausgesetzt wird, und die andere ist eine Anode, die in Bezug auf die Kathode auf einer positiven Spannung gehalten wird. Wenn also Licht auf die Kathode scheint, werden Elektronen von der Anode angezogen und ein Elektronenstrom fließt in der Röhre von Kathode zu Anode. Der Strom kann verwendet werden, um ein Relais zu betreiben, das einen Motor einschalten kann, um eine Tür zu öffnen oder eine Glocke in einem Alarmsystem zu läuten. Das System kann auf Licht ansprechen, wie oben beschrieben, oder empfindlich auf die Entfernung von Licht reagieren, wenn ein auf die Kathode einfallender Lichtstrahl unterbrochen wird, wodurch der Strom stoppt. Fotozellen sind auch als Belichtungsmesser für Kameras nützlich, in diesem Fall würde der Strom in der Röhre direkt an einem empfindlichen Messgerät gemessen.

Eng verwandt mit dem photoelektrischen Effekt ist der photoleitende Effekt, der die Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit bestimmter nichtmetallischer Materialien wie Cadmiumsulfid bei Lichteinwirkung darstellt. Dieser Effekt kann ziemlich groß sein, so dass ein sehr kleiner Strom in einem Gerät plötzlich ziemlich groß wird, wenn er Licht ausgesetzt wird. So haben fotoleitende Vorrichtungen viele der gleichen Verwendungen wie Fotozellen.

Solarzellen, die normalerweise aus speziell aufbereitetem Silizium hergestellt werden, wirken wie eine Batterie, wenn sie Licht ausgesetzt werden. Einzelne Solarzellen erzeugen Spannungen von etwa 0,6 Volt, aber höhere Spannungen und große Ströme können durch geeignete Verbindung vieler Solarzellen miteinander erhalten werden. Strom aus Solarzellen ist immer noch recht teuer, aber sie sind sehr nützlich, um kleine Strommengen an abgelegenen Orten bereitzustellen, an denen andere Quellen nicht verfügbar sind. Es ist jedoch wahrscheinlich, dass mit sinkenden Kosten für die Herstellung von Solarzellen große Mengen Strom für den kommerziellen Gebrauch erzeugt werden.

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