§. Stoletov tajribalari. Fotoeffekt

8.Tashqi fotoeffektga asoslangan fotoelementlar: Tashqi fotoeffekt asosida ishlaydigan birinchi vakuum fotoelementi 1889 yilda yasalgan. Tashqi fotoeffekt hodisasi vakuumli fotoelementlarda ishlatiladi (15.9-rasm). Vakuum hosil qilingan shisha ballon ichki devoriga surkalgan metall qatlami vakuum fotoelementning K katodi bo’lib xizmat qiladi. Anod A metall xalqa tarzida yasalgan bo’lib, ballonning markaziy qismiga joylashtirilgan. Katodni yoritganda fotoelement zanjirda elektr toki paydo bo’ladi. Bu tokning kuchi yorug’lik oqimi kattaligiga proporsionaldir.
Fotoelementlar yordamida hal qilinadigan masalalar juda turli-tuman bo’lgani uchun har xil texnik xarakteristikalarga ega bo’lgan fotoelementlarning juda ko’p turlari yaratildi. Har bir masalani hal qilishda fotoelementning optimal turini tanlash uchun bunday xarakteristikalardan xabardor bo’lish kerak. Tashqi fotoeffektga asoslangan fotoelementlarning (vakuum fotoelementlarining) quyidagi xarakteristikalarini bilish zarur: 1) spektrning qaysi sohasida ishlashi; 2) spektral sezgirligining nisbiy xarakteristikasi (bu xarakteristika monoxromatik yorug’lik bilan yoritilgan holdagi spektral sezgirlikning xarakteristikaning maksimumdagi sezgirlikka bo’lgan o’lchamsiz nisbatining tushayotgan yorug’likning to’lqin uzunligiga bog’liqligidan iborat); 3) umumiy sezgirlik (bu sezgirlik fotoelementni standart yorug’lik manbai bilan yoritganda aniqlanadi); 4) beradigan kvantlari miqdori (chiqayotgan fotoelektronlar sonining fotokatodga tushayotgan fotonlar soniga bo’lgan nisbatning protsent hisobidagi qiymati); 5) inersionlik (vakuum fotoelementlarida bu xarakteristika elektronlarning fotokatoddan anodga uchib borishiga ketadigan vaqt bilan aniqlanadi). Fotoelementning qorong’ilik toki ham muhim parametr bo’lib, u odatda fotokatodning xona temperaturasidagi termoemissiyasi bilan sirqish toki orqali aniqlanadi.
Fotokatodning materiali va kolbaning materialiga qarab fotoelementlarni 0,2 – 1,1 mkm diapazonida ishlatish mumkin. Ularning 1 lyumen yorug’lik oqimiga to’g’ri kelgan umumiy (integral) sezgirligi 20 – 100 mkA bo’ladi, termoemissiyasi esa 10^-11 – 10^-16 A/sm² ichida o’zgaradi. Vakuum fotoelementlarining eng muhim afzalligi ularning juda doimiy bo’lishi va yorug’likoqimi bilan fototok orasidagi bog’lanishining chiziqli ekanligidadir.
Shuning uchun ular spektrning ko’rinuvchan va ul’trabinafsha sohasida ob’yektiv fotometriya, spektrometriya, spektrofotometriya va spektral analizda uzoq vaqt ko’p qo’llanib kelindi. Vakuum fotoelementlarining yorug’lik o’lchashlarida qo’llanishdagi eng asosiy kamchiligi ular ishlab chiqaradigan elektr signallarning zaifligidadir. Bu kamchilik fotoelektron kuchaytirgichlarda (FEK larda) butunlay bartaraf qilingan bo’lib, bu asboblarni rivojlangan fotoelementlar deb hisoblash mumkin.