光電セルは、光の強度を正確に測定するために用いられる優れた装置です。入射光や到達光を効率的に電流に変換し、その電流を精密に測定することで機能します。様々な用途の光度計は、この独創的な発明を幅広く活用しています。光度計は、光を直接電気に変換できる特殊な材料の層で構成された電子機器です。
この電子デバイスは光を電気に変換し、光電管または電気眼とも呼ばれます。光電気のプロセスは、光伝導効果、光電子放出効果、光起電効果という 3 つの異なるが一見類似した方法で発生します。光電池は光電効果の原理に基づいて動作します。
光電効果
その説明をしたのはアルバート・アインシュタイン（1879年～1955年）でした。彼は、金属片などの物体に当たる光線は、光子と呼ばれる運動する粒子の流れとして考えることができることを示しました。光子は金属中の原子にエネルギーを伝達し、その結果、一部の電子がはじき出されて電流が発生するのです。
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光電セルの動作
閾値周波数を超えるような高周波の光が陰極に照射されると、光電子が放出されます。これらの電子は、電池の正極に接続されている陽極に引き寄せられます。これにより電流が流れます。
しかし、光が遮断されると、陰極から光電子は放出されなくなり、外部回路に電流は流れなくなります。
光電セルの応用
これらのセルが使用されるアプリケーションの一覧を以下に示します。
- 光電池は映画フィルムの音声を再生するために使用されます。
- ホールに入る人数をカウントする装置でよく使用されます。ただし、入場者は 1 人ずつです。
- 防犯・火災警報に使用されます。
- 光電池は街灯の回路で使用され、夕暮れ時と夜明け時に自動的に照明をオン/オフします。
- 測光では、2 つの光源の照明能力を比較するために使用されます。
- 公共の建物でドアを自動的に開ける
- プランク定数の決定
- 光電池はテレビカメラでシーンを撮影して送信するために使用されます。
- また、写真やプリントなどを無線や電信で送信する写真電信にも使用されます。
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