Л. — Твое предложение большой практической ценности не представляет, так как получаемый таким образом ток весьма мал. Чтобы сделать фотоэлемент (рис. 22), нужно взять пластинку покрытую веществом, способным под воздействием света испускать электроны, и поместить ее в колбу, из которой откачан воздух. В этой же колбе размещается еще одна пластинка, имеющая положительный потенциал относительно первой, называемой катодом. Электроны, испускаемые катодом noд воздействием падающего на него света, пойдут к другому электроду (аноду), в результате чего в цепи появляется ток, величина которой зависит от освещенности катода,
Рис. 22. Фотоэлектрический элемент. Под воздействием света катод испускает электроны, а анод диод, эти электроны собирает.
Н — Как я вижу, фотоэлемент не так уж сложен. Это просто диод, у которого катод не нагрет, а освещен. Но скажи мне, пожалуйста, почему ты нарисовал анод таким маленьким, как кусочек тонкой проволоки? Его следовало сделать бы бы сделать значительно больше.
Л. — В этом нет необходимости и, кроме того, не забывай что анод должен пропускать весь свет и не должен отбрасывать на катод тень. А кроме того, для небольшого анодного тока I, (который редко достигает десятка микроампер и часто составляет всего лишь доли микроампера) большой анод не нужен.
Н. — До чего же маленькие токи в фотоэлементе. А кроме того, наверно, очень неудобно размещать анод на пути светового потока!
Л. — Как ты увидишь, мы очень легко приспосабливаемся к этим маленьким токам. Что же касается размещения анода, то можно сделать катод полупрозрачным и нанести его фотослой на внутреннюю стенку колбы: лучи света будут падать на фотослой катода с одной стороны (внешней), а электроны вылетать с другой стороны (внутренней), и тогда отпадает необходимость располагать анод со стороны источника света. И уж, если мы начали говорить о катоде, позволь мне сказать, что имеется большое количество различных катодов. Катоды из цезия, нанесенного на слой сурьмы, чувствительны к синим и фиолетовым лучам; катоды из цезия, нанесенного на окись серебра, чувствительны в основном к красным и инфракрасным лучам. И наконец, запомни, что анодный ток Ia почти не зависит от анодного напряжения — он зависит только от освещенности катода (эта зависимость почти прямо пропорциональна, что позволяет установить чувствительность фотоэлемента в микмперах на люмен1). В принципе вакуумный фотоэлемент ведет себя примерно так же, как диод в режиме насыщения, ток насыщения которого зависит только от температуры нити накала.
Н. — Ты говоришь вакуумные фотоэлементы? Значит бывает и другие?
Л. — К сожалению, да. Например, газонаполненные фотоменты, которые практически идентичны описанным выше, но отличаются от них тем, что в них вводят небольшое количество газа, ионизирующегося под воздействием исходящих с катода электронов. Ионизация газа увеличивает фотоэлектрический ток несколько раз (может доходить до 4) и…
Н. — Так ведь это просто здорово, если первоначальный ток мал. Почему же ты сказал «к сожалению»?
переменной прозрачности. При движении пленки в кинопроекто-звуковая дорожка в большей или меньшей степени ослабляет световые лучи, идущие от лампы Л к фотоэлектрическому элементу Ф; таким образом воспроизводится ток низкой частоты звукового сопровождения.
Л. — Потому что эти фотоэлементы годятся лишь для воспроизводящей головки звукового кинопроектора. Ты, вероятно, знаешь, что в звуковом кино звук чаще всего записывается в виде «звуковой дорожки» — узкой полоски переменной прозрачен, идущей по краю кинопленки. При демонстрации фильма, дорожка проходит между лампой Л (рис. 23) и фотоэлемент Ф. Промодулированный дорожкой свет попадает на фотоэлемент, который и преобразует его в электрические сигналы; поздние поступают на усилитель. На протяжении многих лет газонаполненные фотоэлементы вытесняли все другие. Однако и очень недолговечны; их чувствительность изменяется во времени и зависит от температуры, а из-за запаздывания ионизации и деионизации они не могут правильно воспроизводить очень острые изменения света (уже на частоте 10 кгц они создают потери 3 дб)…
Н. — Достаточно, не выдвигай других обвинений. Для меня газонаполненные фотоэлементы осуждены окончательно и без обжалования приговора. И сожалею только о том, что, кроме вакуумных фотоэлементов, нет никаких других приборов, чувствительных к свету.
1 Люмен (ям) — единица измерения светового потока, посыпаемого источником с силой света, равной 1 международной свече св), внутрь единичного телесного угла (один стерадиан —1 стер) прим. ред. ).