Une cellule photoélectrique est un dispositif remarquable permettant de mesurer avec précision l'intensité lumineuse. Son fonctionnement repose sur la conversion efficace de la lumière incidente ou reçue en un courant électrique, lequel peut ensuite être mesuré avec exactitude. Les photomètres, utilisés dans de nombreuses applications, exploitent largement cette invention ingénieuse. Un photomètre est un appareil électronique constitué de couches de matériaux spéciaux capables de convertir directement la lumière en électricité.
Ce dispositif électronique convertit la lumière en électricité et est également appelé phototube ou œil électrique. Le processus de photoélectricité se produit grâce à trois mécanismes distincts, mais apparemment similaires : les effets photoconducteur, photoémissif et photovoltaïque. Une cellule photoélectrique fonctionne selon le principe de l'effet photoélectrique.
Effet photoélectrique
C'est Albert Einstein (1879-1955) qui a fourni l'explication. Il a démontré qu'un faisceau lumineux frappant un objet, comme un morceau de métal, peut être considéré comme un flux de particules en mouvement appelées photons . Ces photons transfèrent leur énergie aux atomes du métal, provoquant l'arrachement d'électrons et la génération d'un courant électrique.
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Fonctionnement de la cellule photoélectrique
Lorsque la lumière de fréquence élevée, notamment supérieure à la fréquence seuil, atteint la cathode, elle provoque l' émission de photoélectrons . Ces électrons sont attirés par l'anode, reliée à la borne positive de la batterie, ce qui induit la circulation d'un courant électrique.
Mais dès que la lumière est coupée, il n'y a plus d'émission de photoélectrons depuis la cathode. Il n'y a donc plus de courant dans le circuit externe.
Applications des cellules photoélectriques
Voici une liste d’applications où ces cellules sont utilisées.
- Les cellules photoélectriques sont utilisées pour reproduire le son des films.
- Couramment utilisé dans les appareils de comptage pour suivre le nombre de personnes entrant dans une salle, à condition qu'elles entrent une par une.
- Utilisé dans les alarmes anti-cambriolage et anti-incendie.
- Les cellules photoélectriques sont utilisées dans les circuits d'éclairage public pour allumer et éteindre automatiquement les lumières au crépuscule et à l'aube.
- En photométrie, ils sont utilisés pour comparer les capacités d'éclairage de deux sources lumineuses.
- Dans les bâtiments publics pour ouvrir automatiquement les portes
- Pour la détermination de la constante de Planck
- Les cellules photoélectriques sont utilisées dans les caméras de télévision pour capturer et transmettre des scènes.
- Ils sont également utilisés en phototélégraphie pour transmettre des images, des impressions, etc. par radio ou télégraphie.
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