10-mavzu. Fotoelektrik nurlanish priyomniklari. Reja

Fotoelementlar (FE). Fotoelementning nur sezuvchi qatlami fotokatod deb ataladi va u shisha asosga surilgan metall yoki yarimo‘tkazgich aralashmadan iborat bo‘ladi. Aralashma tarkibiga chiqish ishini kamaytiruvchi moddalar qo‘shiladi va fotokatod inert gaz bilan to‘ldirilgan shisha ballon ichiga joylashtiriladi. Fotokatod galvanometr orqali tok manbai (batareya) ning manfiy qutbiga ulanadi. Elektr manbaning musbat qutbi esa, qarshilik orqali shisha ballon ichiga joylashtirilgan shar yoki to‘r shakldagi anodga ulanadi. Katod bilan anod orasida fotoelektronlarni yo‘naltiruvchi va tezlashtiruvchi elektr maydon hosil qilinadi. Bu maydonning kuchlanganligi bilan zanjirda oqayotgan tok orasida bog‘lanish mavjud va u fotoelementning volt-amper xarakteristikasi deb ataladi. Kuchlanishning ma’lum qiymatida tok kuchi maksimal qiymatga etadi. Biroz inert gaz bilan to‘ldirilgan ballonli FE larda tok kuchi chegaralanmagan, biroq, uni juda katta qiymatlargacha kuchaytish mumkin emas, aks holda ballonda gaz chaqnaydi.

28-rasm. FE ni zanjirga ulash sxemasi (chapda) va uning volt-amper xaraktiristikasi (o‘ngda): Anod (A) va katod (K) joylashtirilgan ballon bo‘sh (a) va gaz bilan to‘ldirilganda (b), G – galvanometr, R – qarshilik.

FE kuchlanish ostida bo‘lganda, unga nur tushmasa ham zanjirda tok oqa boshlaydi. Bu tok qorong‘ulik toki (i_k) deb ataladi. Astrofizik kuzatishlarda qo‘llaniladigan FE larda i_k=10^-15-10^-16 amperni tashkil etadi. Ikkita yulduzni FE li fotometr yordamida o‘lchangan yulduziy kattaliklari ayirmasi

, (40)
bu yerda i₁ va i₂ birinchi va ikkinchi yulduz nuri ta’sirida FE hosil bo‘lgan tok kuchlari m₁ va m₂ yulduzlarning yulduziy kattaliklari.
Fotokatodlarning turlari va ularning spektral sezgirligi. Shisha sirtga tseziyli aralashma yotqizilib (surtilgan) yasalgan fotokatoddan elektron ajratish uchun yorug‘lik kvantlari energiyasi yetarli (1-2 eV). Shuning uchun astrofizikada tseziy (Cz) brikmalaridan yasalgan fotoelementlar keng qo‘llaniladi. Shulardan biri nur sezuvchi qatlami surma-seziy aralashmasidan yasalgan fotokatoddir. U shisha yoki metall asosga yupqa plenka qatlam sifatida surma-seziy brikmasi surib yasaladi. Bunday fotokatod  650 nm gacha bo‘lgan kvantlarni sezadi va uning sezgirlik maksimumi ultrabinafsha nurlarga (_max=350 nm) to‘g‘ri keladi. Yaxshi surma-tseziy fotoelement 1000 a/lm (mikroamper/lyumen) sezgirlikka ega. Obyektivi diametri D=33 sm bo‘lgan reflektor 10^m kattalikdagi yulduzdan o‘z fokal tekisligida 10^-11 lm nurlanish oqimi hosil qiladi. Bunday oqim yuqoridagi yaxshi surma-tseziy fotoelementdan yasalgan fotometrda 10^-14 amper tok kuchi beradi. Bunday tok kuchi kam, uni o‘lchash uchun kuchaytirish kerak. Oddiy lampali (tranzistorli) kuchaytirgich 10⁶-10⁷ marta kuchaytira oladi. Agar yuqoridagi fotometrga oddiy lampali (tranzistrli) kuchaytgich ulansa, (FE anodli lampa turiga yoki tranzistr bazisiga ulanadi) unda kuchaytirilgan tokni galvanometr yordamida o‘lchasa bo‘ladi.