Рис. 32. Электронно-оптический преобразователь.

Такое действие света называют внутренним фотоэффектом.

В московском метро нельзя пройти через турникет, не опустив в его стойку пятикопееч­ную монету: не пропустит световой луч. Он пересекает проход и попадает на фотоэлемент (см. ст. «Полупроводники»). Если закрыть луч, фотоэлемент подаст сигнал. Радиолампы уси­лят этот сигнал и передадут его на механиче­скую систему, закрывающую турникет.

Фотоэлемент с внешним фотоэффектом устро­ен так. На стенку стеклянного баллона нанесен металлический слой, а поверх него — слой полупроводникового вещества, это — катод. К катоду подведен отрицательный полюс батареи, а к аноду (никелевому стержню внутри балло­на) — положительный. Когда свет выбивает из катода электроны, в цепи фотоэлемента течет ток. Когда света нет, нет и тока. Действие фотоэлемента можно усилить и использо­вать для управления любой механической системой.

В такую же схему, как и фотоэлементы с внешним фотоэффектом, могут быть включены и фотоэлементы с внутренним фотоэффектом. Они называются фотосопротивлениями потому, что увеличивают или уменьшают сопротивление электрической цепи, в которую включены. Са­мое ценное свойство фотосопротивлений — их способность реагировать на излучение слабо нагретых тел: на лучистую энергию с большой длиной волны, т. е. на инфракрас­ные лучи.

Ученые уже создали фотосопротивления, чув­ствительные к лучам с длиной волны около 9 мк. Вспомним закон Вина — закон смещения. lТ= 2897 мк. Если l=9,35 мк, то Т=2897/9,35=309°К,

или примерно 36°Ц. Такие лучи испускает наше тело. Если бы человеческий глаз реагировал на эти излучения, мы ночью видели бы лица людей светящимися.

НЕВИДИМОЕ СТАНОВИТСЯ ВИДИМЫМ

Инфракрасное излучение можно увидеть с помощью специального устройства — элек­тронно-оптического преобразователя (рис. 32). Объектив А переносит изображение «светящего­ся» в темноте тела на экран Б-В, покрытый прозрачным полупроводниковым слоем Г. Па­дая на этот слой, кванты инфракрасного излучения выбивают из него электроны. Между слоем Г (катодом) и экраном (анодом) поддер­живается электрическое напряжение; под его действием электроны двигаются, ускоряясь, к экрану и переносят на него инфракрасное изо­бражение. Экран испускает уже видимое излу­чение.

Можно и по-другому преобразовать инфра­красное изображение в видимое. Для этого на экран передающей телевизионной трубки нано­сится вместо слоя, реагирующего на видимый свет, полупроводниковый слой, чувствитель­ный к инфракрасному излучению. Электронный луч передаст инфракрасное изображение с та­кого экрана через усилительную радиосхему на приемную трубку — кинескоп, такую же, как и в обычном телевизоре.

Обе эти системы позволяют преобразовать изображения очень слабо нагретых тел в види­мые. Для электронно-оптического преобразо­вателя фотоны должны обладать энергией, достаточной, чтобы выбить электрон из его чув­ствительного слоя. В телевизионном преобразо­вателе, там, куда попадет излучение, долж­но измениться сопротивление слоя. Для этого энергия может быть меньшей, и, следовательно, можно обнаруживать излучения с более длин­ной волной.

Изображение человека на экране кинескопа, полученное в пол­ной темноте с помощью инфракрасной передающей трубки.

192