d2c12cm
Pe masura adanciri studiilor legate de structura si proprietatile atomilor,
fizicienii au ajuns tot mai mult la concluzia ca greutatile si deficientele
intampinate de modelul
Bohr -;Sommerfield au o cauza mai profunda. Cu alte cuvinte greutatile
pe care le intampina in a descrie corect atomul se regasesc
sub o forma sau alta la intelegerea oricaror fenomene de la o scara a
dimensiunilor de ordinul 10-8 cm. De aici a rezultat ca trebuie cautata o descriere
mai corecta , mai conforma cu realitatea tuturor fenomenelor microscopice. Concluzia
este ca mecanica lui Newton nu mai poate descrie corect fenomenele la aceasta
scara.
Fenomene cum ar fi efectul fotoelectric sau emisia de radiatie termica nu pot
fi incadrate corect in teoria ondulatorie a luminii. La o analiza
ceva mai atenta rezulta ca fenomenele care nu pot fi corect explicate ondulator
corespund momentului de aparitie (nastere) sau disparitie a radiatiei luminoase,
momente care presupun directa legatura intre radiatie si atom. Intr-un
fel acest lucru a fost explicat de catre modelul Bohr prin introducerea postulatelor.
In fond in spatele acestor postulate se ascunde cheia intelegerii
fenomenelor la scara atomica.
Newton insa a observat ca fenomenele luminoase pot fi descrise foarte
bine pana la un anumit punct pe o baza ondulatorie cat ti pe o baza
corpusculara.
Nu pot fi explicate simultan, ondulator ti corpuscular acele fenomene care sunt
conditionate de trasaturile ce deosebesc cel mai mult particulele de unde in
particular deosebirea este legata de introducerea spatiala pe care o ocupa o
particula sau o unda. O particula este totdeauna localizata intr-o regiune
finita a spatiului, pe cand emisia radiatiilor termice ca si efectul fotoelectric
presupun restrangerea si localizarea undei intr-o regiune extrem de mica
(deci cu caractere corpusculare). In acest fel trebuie sa admita ori ca
lumina in diverse momente este cand unda, cand particula ceea
ce este deosebit de greu de inteles, ori presupune ca lumina contine in
sine ambele calitati dar ca in unele momente, una dintre calitati predomina
.
A doua alternativa pare mai usor de acceptat cu conditia sa putem cunoaste si
explica fizica, cand, cum si de ce se comporta lumina, dominant ondulatoriu
sau dominant corpuscular.
Astfel ajungem la concluzia ca lumina trebuie sa contina ambele calitati : unda
si particula. In acest caz , pot fi explicate atat fenomenele de
interferenta cat si cele cu caracter corpuscular, formand astfel
o unitate indestructibila unda-particula numita foton.
Aplicatiile efectului fotoelectric extern
Celula fotoelectrica este alcatuita dintr-un tub de sticla vidat sau continand
un gaz inert la presiune redusa care are in interior doi electrozi : catodul
( C ) format dintr-un strat subtire de metal (Cs, Na, K) depus pe o portiune
din peretele tubului si anodul (A). format dintr-o retea de inel sau bobita
metalica. fig.1 - Celula fotoelectrica
Sub actiunea radiatiilor electromagnetice (vizibile) fotocatodul emite electroni
care sunt dirijati spre anod datorita campului electric produs de tensiunea
dintre C si A si sunt captati de catre acesta stabilindu-se un curent electric,
indicat de galvanometru „G”. Deci celula fotoelectrica transforma
un semnal luminos intr-un semnal electric.
Celulele fotoelectrice cu vid sunt mai putin sensibile (curentul fotoelectric
se stabileste la valori mai mari ale fluxului radiatiilor electromagnetice),
dar sunt lipsite de inertie (intensitatea curentului fotoelectric urmareste
prompt si liniar variatia fluxului luminos care cade pe catod); celulele cu
gaz sunt mai sensibile dar prezinta o inertie determinata de procesele ce se
produc in cazul din tub.
Fotomultiplicatorul este alcatuit dintr-un tub de sticla vidat in care
se afla un catod C, un anod A si un numar oarecare de electrozi auxiliari numiti
dinode (fig. 2) . O dinoda este un electrod care bombardat cu un numar de electroni
emite un numar mai mare de electroni secundari. Cu ajutorul unui divizor de
tensiune format cu ajutorul rezistentelor R1, R2, R3, si R4 fiecare dinoda,
incepand cu cea de langa catod, se afla la un potential electric
superior celei precedente.
Sub actiunea luminii, fotocatodul emite electroni care sunt accelerati spre
dinoda D1 pe care o bombardeaza. Aceasta emite un numar mai mare de electroni
care sunt accelerati spre dinoda D2- La randul ei dinoda D2 emite un numar
mai mare de electroni astfel incat, in final la anod va ajunge
un numar amplificat de electroni. Prin rezistorul Rs din circuitul anodului
se stabileste un curent electric de 106 -;107 ori mai mare decat
in cazul unei celule fotoelectrice.
Dispozitivele opto-electrice descrise prezinta o multitudine de utilizari in
diferite domenii ale tehnici , ne vom opri doar asupra folosirii acestor dispozitive
la releul fotoelectric.
Releul fotoelectric este un electromagnet care poate comanda inchiderea
si deschiderea unui circuit electric. In cazul releului fotoelectric (fig.
3) lumina cade pe fotocatod si determina aparitia unui camp electric care
dupa amplificare strabate electromagnetul al carui camp produce inchiderea
circuitului comandat.
Avand comenzi comode, sigure si rapide, releul fotoelectric se foloseste
la numararea unor obiecte in miscare, la intreruperea automata a
functionarii unor masini-unelte cand operatorul a intrat intr-o
zona unde este pericol de accidentare, la conectarea automata a retelei de iluminat
in momentul intunecari etc.