Una cella fotoelettrica è un dispositivo straordinario utilizzato per misurare con precisione l'intensità della luce. Il suo funzionamento si basa sulla conversione efficiente della luce incidente o raggiungente in una corrente elettrica, che può poi essere misurata con precisione. I fotometri, per svariate applicazioni, sfruttano ampiamente questa ingegnosa invenzione. Un fotometro è un dispositivo elettronico costituito da strati di materiali speciali in grado di convertire direttamente la luce in elettricità.
Questo dispositivo elettronico converte la luce in elettricità ed è anche noto come fototubo o occhio elettrico. Il processo di fotoelettricità avviene attraverso tre metodi distinti ma apparentemente simili: effetto fotoconduttivo, fotoemissivo e fotovoltaico. Una cella fotoelettrica funziona secondo il principio dell'effetto fotoelettrico.
Effetto fotoelettrico
Fu Albert Einstein (1879-1955) a fornire la spiegazione. Dimostrò che un raggio di luce che colpisce un oggetto, come un pezzo di metallo, può essere considerato come un flusso di particelle in movimento chiamate fotoni . I fotoni trasferiscono la loro energia agli atomi del metallo, provocando l'espulsione di alcuni elettroni e generando una corrente elettrica.
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Funzionamento della cellula fotoelettrica
Quando la luce ad alta frequenza, in particolare superiore alla frequenza di soglia, incide sul catodo, provoca l' emissione di fotoelettroni . Questi elettroni vengono attratti dall'anodo, poiché quest'ultimo è collegato al terminale positivo della batteria. Ciò genera un flusso di corrente.
Ma, non appena la luce viene interrotta, non c'è emissione di fotoelettroni dal catodo. Pertanto, non c'è corrente nel circuito esterno.
Applicazioni delle celle fotoelettriche
Ecco un elenco delle applicazioni in cui vengono utilizzate queste celle.
- Le cellule fotoelettriche vengono utilizzate per riprodurre il suono delle pellicole cinematografiche.
- Comunemente utilizzato nei dispositivi di conteggio per tenere traccia del numero di persone che entrano in una sala, a condizione che entrino una alla volta.
- Utilizzato negli allarmi antifurto e antincendio.
- Le fotocellule vengono utilizzate nei circuiti dell'illuminazione stradale per accendere e spegnere automaticamente le luci all'alba e al tramonto.
- In fotometria vengono utilizzati per confrontare le capacità illuminanti di due sorgenti luminose.
- Negli edifici pubblici per aprire automaticamente le porte
- Per la determinazione della costante di Planck
- Le cellule fotoelettriche vengono utilizzate nelle telecamere per catturare e trasmettere le scene.
- Vengono utilizzati anche nella fototelegrafia per trasmettere immagini, stampe, ecc. via radio o telegrafia.
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