Effetto fotoelettrico

L’effetto fotoelettrico ha molte applicazioni pratiche che includono la fotocellula, i dispositivi fotoconduttori e le celle solari. Una fotocellula è solitamente un tubo a vuoto con due elettrodi. Uno è un catodo fotosensibile che emette elettroni quando esposto alla luce e l’altro è un anodo che viene mantenuto ad una tensione positiva rispetto al catodo. Così quando la luce splende sul catodo, gli elettroni sono attratti dall’anodo e una corrente di elettroni scorre nel tubo dal catodo all’anodo. La corrente può essere utilizzata per azionare un relè, che potrebbe accendere un motore per aprire una porta o suonare un campanello in un sistema di allarme. Il sistema può essere reso sensibile alla luce, come descritto sopra, o sensibile alla rimozione della luce come quando un fascio di luce incidente sul catodo viene interrotto, causando l’arresto della corrente. Le fotocellule sono anche utili come misuratori di esposizione per le telecamere, nel qual caso la corrente nel tubo verrebbe misurata direttamente su un misuratore sensibile.

Strettamente correlato all’effetto fotoelettrico è l’effetto fotoconduttivo che è l’aumento della conduttività elettrica di alcuni materiali non metallici come il solfuro di cadmio quando esposto alla luce. Questo effetto può essere abbastanza grande in modo che una corrente molto piccola in un dispositivo diventi improvvisamente abbastanza grande quando esposta alla luce. Così i dispositivi fotoconduttori hanno molti degli stessi usi delle fotocellule.

Le celle solari, di solito realizzate in silicio appositamente preparato, agiscono come una batteria quando esposte alla luce. Le singole celle solari producono tensioni di circa 0,6 volt, ma tensioni più elevate e grandi correnti possono essere ottenute collegando opportunamente molte celle solari insieme. Elettricità da celle solari è ancora piuttosto costoso, ma sono molto utili per fornire piccole quantità di energia elettrica in luoghi remoti dove altre fonti non sono disponibili. È probabile tuttavia che, come il costo di produzione di celle solari è ridotto cominceranno ad essere utilizzati per produrre grandi quantità di energia elettrica per uso commerciale.

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