ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Аппаратура из "Физико-химические методы анализа Издание 3" Визуальные методы колориметрии и нефелометрии являются субъективными методами, т. е. они зависят от чувствительности человеческого глаза. Эти методы очень утомительны при массовой работе пользуясь ими, нельзя автоматизировать анализ. [c.71] Фотоэлектрические методы анализа относятся к объективным т. е. не зависящим от органов чувств человека) методам. Фотоэлектрическая колориметрия (фотоколориметрия) связана с использованием фотоэлементов. [c.71] Фотоэффект. В основе фотоэлектрического метода анализа лежит явление фотоэлектрического эффекта (фотоэффекта). [c.71] Фотоэффектом называется явление отрыва электронов от атомов веществ под влиянием светового потока. [c.71] Если электроны отрываются от поверхности тела, то фотоэффект называется внешним. Если же электроны отрываются от внутренних атомов тела, то фотоэффект называется внутренним или объемным. [c.71] Если к двум металлическим пластинкам, помещенным в среду разреженного газа (рис. 35), приложить некоторую разность потенциалов, тока в цепи не окажется (стрелка гальванометра, 3 не отклонится), так как через разреженный газ электроны не проходят. Однако достаточно осветить катод, чтобы под влиянием света с его поверхности начали отрываться электроны, летящие к аноду, и в цепи возникает ток, регистрируемый гальванометром. [c.71] У—анод 2—катод гальванометр. [c.71] Прибор, В котором световая энергия преобразуется в электрическую, называется фотоэлементом. [c.72] Фотоэлементы. Луч света представляет собой поток квантов энергии разной величины. Когда такой луч падает на поверхность металла, кванты энергии поглощаются атомами и внутренняя энергия последних увеличивается. При этом электроны атома переходят на более высокие энергетические уровни. [c.72] Если квант энергии будет достаточно велик, электрон выйдет из поля притяжения ядра и покинет поверхность металла, чем и обусловит внешний фотоэффект. [c.72] Наша промышленность изготовляет фотоэлементы, в которых катод нанесен на внутреннюю поверхность самого баллона, а в качестве анода служит металлическое кольцо или небольшой диск, расположенные в центре баллона. Схема такого фотоэлемента приведена на рис. 37. Для изготовления этих фотоэлементов поверхность баллона покрывают проводящей подкладкой, обычно серебряной. Часть поверхности ( окно ) оставляют непосеребрен-ной и через эту часть пропускают в баллон измеряемый световой поток. На серебряную поверхность наносят при помощи возгонки тонкий слой соответствующего металла. Такой фотоэлемент сравнительно мало чувствителен (1—20 ш на люмен). Для повышения чувствительности его подвергают сенсибилизации, в результате которой изменяются структура светочувствительного слоя и его чувствительность. Простейшим из методов сенсибилизации является обработка светочувствительного слоя водородом или парами серы. [c.73] В качестве металлов для покрытия серебряной пленки применяют калий, натрий, цезий и соответственно фотоэлементы называют калиевыми, натриевыми, цезиевыми. [c.73] Спектральные характеристики фотоэлементов приведены на рис, 38. [c.73] Выпускаются также цезиевые, сенсибилизированные кислородом, и сурьмяно-цезиевые фото-Рис. 37. Фото- элементы. Их спектральные характеристики по-элемент с внеш- казаны на рис. 39. На этом рисунке приведена ним фотоэффек- спектральная характеристика сурьмяно-цезиево-том рд (кривая 1) и сложного кислородно-цезиевого б енн1я т°в рх- фотоэлемента на серебряной подложке (кривая 2). [c.73] У всех фотоэлементов с внешним фотоэффектом в определенных условиях наблюдается прямая пропорциональная зависимость между интенсивностью светового потока и силой фототока. На рис. 40 приведены кривые зависимости силы фототока от интенсивности светового потока при разных наложенных напряжениях. Как видно из графика, при небольшом наложенном напряжении имеется ясно выраженная прямая пропорциональность, но сила фототока невелика. При увеличении напряжения сила тока значительно возрастает, но участок кривой, на котором соблюдается прямая пропорциональность между силой тока и интенсивностью светового потока, уменьшается. [c.74] Основным недостатком фотоэлемента с внешним фотоэффектом является необходимость включения дополнительной разностР потенциалов между анодом и катодом. У вакуумных фотоэлементов кривая зависимости силы фототока от приложенной разности потенциалов, так называемая вольт-амперная характеристика , имеет вид, изображенный на рис. 41 (кривая /). Вначале сила тока возрастает пропорционально приложенной разности потенциалов, затем она достигает некоторого предельного значения. Все колориметрические измерения должны проводиться именно в этой области напряжений, так как в ней изменения напряжений не сказываются на силе фототока. У газонаполненных фотоэлементов вольт-амперная характеристика имеет иной вид (рис. 41, кривая 2). Так как сила фототока у этих фотоэлементов сильно зависит от напряжения, последнее должно быть стабилизировано. [c.75] Фотоэлементы с внешним фотоэффектом обладают следующими преимуществами. [c.75] Сила фототока пропорциональна интенсивности светового потока при сравнительно большом интервале интенсивности светового потока. [c.75] Фотоэлементы устойчивы в работе и не имеют инерционного эффекта—быстро реагируют на изменение света. [c.75] Фотоэлементы с внешним фотоэффектом обладают и некоторыми недостатками, затрудняющими применение их в фотоколорп-метрии. Существенное затруднение—необходимость введения дополнительного напряжения и необходимость поддерживать его строго постоянным, в связи с тем, что, как это видно из рис. 41, сила фототока сильно зависит от величины наложенного напряжения. [c.76] Вернуться к основной статье