Eine Fotozelle ist ein bemerkenswertes Gerät zur präzisen Messung der Lichtintensität. Sie wandelt einfallendes Licht effizient in einen elektrischen Strom um, der anschließend genau gemessen werden kann. Fotometer für verschiedenste Anwendungen nutzen diese geniale Erfindung. Ein Fotometer ist ein elektronisches Gerät, das aus Schichten spezieller Materialien besteht, die Licht direkt in Elektrizität umwandeln können.
Dieses elektronische Gerät wandelt Licht in Elektrizität um und wird auch als Fotozelle oder elektrisches Auge bezeichnet. Der Prozess der Photoelektrizität erfolgt durch drei unterschiedliche, aber scheinbar ähnliche Mechanismen: Photoleitungs-, Photoemissions- und Photovoltaikeffekte. Eine Photozelle arbeitet nach dem Prinzip des Photoeffekts.
Photoelektrischer Effekt
Albert Einstein (1879–1955) lieferte die Erklärung. Er zeigte, dass ein Lichtstrahl, der auf Objekte wie ein Stück Metall trifft, als Strom bewegter Teilchen, sogenannter Photonen , betrachtet werden kann . Die Photonen übertragen ihre Energie auf Atome im Metall, wodurch Elektronen herausgelöst werden und ein elektrischer Strom entsteht.
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Funktionsweise einer Fotozelle
Wenn Licht höherer Frequenz, insbesondere oberhalb der Schwellenfrequenz, auf die Kathode trifft, werden Photoelektronen freigesetzt . Diese Elektronen werden von der Anode angezogen, da diese mit dem Pluspol der Batterie verbunden ist. Dadurch fließt ein Strom.
Sobald das Licht jedoch abgeschaltet wird, werden keine Photoelektronen mehr von der Kathode emittiert. Somit fließt kein Strom im externen Schaltkreis.
Anwendungen für photoelektrische Zellen
Hier ist eine Liste von Anwendungen, bei denen diese Zellen verwendet werden.
- Zur Tonwiedergabe aus Kinofilmen werden Fotozellen verwendet.
- Wird häufig in Zählgeräten verwendet, um die Anzahl der Personen zu erfassen, die eine Halle betreten, solange sie einzeln eintreten.
- Wird in Einbruch- und Feuermeldern verwendet.
- In Straßenlaternenschaltungen werden Fotozellen verwendet, um die Beleuchtung bei Dämmerung und Morgengrauen automatisch ein- und auszuschalten.
- In der Photometrie werden sie eingesetzt, um die Beleuchtungsstärke zweier Lichtquellen zu vergleichen.
- In öffentlichen Gebäuden zum automatischen Öffnen der Türen
- Zur Bestimmung der Planckschen Konstanten
- In Fernsehkameras werden Fotozellen zum Aufnehmen und Übertragen von Szenen verwendet.
- Sie werden auch in der Bildtelegrafie verwendet, um Bilder, Drucke usw. per Funk oder Telegrafie zu übertragen.
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