Закон фотоэлемента

С этой точки зрения интересно рассмотреть зависимость некоторых свойств щелочных металлов от их положения в периодической системе. Наиболее легко будет отдавать свои валентные электроны цезий (он применяется в фотоэлементах), менее легко рубидий, затем калий, натрии и литий. Чем легче атомы каждого из этих металлов отдают свои электроны, тем больше в узлах кристаллической решетки будет возникать положительно заряженных ионов, которые отталкиваются (действие закона Кулона). Вследствие этого прочность решетки будет падать, металл становится мягче, и тем- [c.97]

Общий принцип всех систем фотоэлектрических колориметров заключается н том, что поток электромагнитного излучения, прошедший через кювету с раствором или растворителем (раствором сравнения), попадает на фотоэлемент, который превращает энергию излучения в электрическую. Согласно законам фотоэффекта, сила возникающего фототока прямо пропорциональна интенсивности электромагнитного излучения, падающего на фотоэлемент. В связи с этим отношение интенсивностей потоков электромагнитных излучений в математическом выражении закона Бугера может быть заменено отношением фототоков. Таким образом, при фотоэлектрическом определении оптической плотности растворов практически измеряют не ослабление потоков электромагнитного излучения, а значение фототоков, возникающих под действием потока электромагнитных излучений. [c.328]

Другой физико-химической причиной отклонения от закона Бугера является флуоресценция анализируемого вещества. Попадание испускаемого раствором флуоресцентного потока на фотоэлемент приводит к увеличению интенсивности прошедшего через раствор света, что, естественно, снижает экспериментально определяемую оптическую плотность. Вследствие частичной реабсорбции флуоресцентного света наблюдаемые отклонения будут зависеть от длины кюветы. При прочих равных условиях отклонения от закона Бугера вследствие флуоресценции будут возрастать с увеличением оптической плотности и уменьшаться с ростом концентрации растворенного вешества (эффект тушения). [c.8]

Повышение оптической плотности раствора сравнения связано с необходимостью увеличения светового потока. Это объясняется тем, что поток света, прошедший через сильно поглощающий раствор, должен обладать достаточной интенсивностью, пригодной для измерения фотоэлементом. Увеличение потока света при измерениях на спектрофотометрах осуществляется раскрытием щели. Увеличение интенсивности потока света может вызвать отклонения от закона светопоглощения, приводящие к уменьшению воспроизводимости измерении. Нарушения закона светопоглощения наблюдаются также при измерениях на фотоэлектроколориметрах в связи с недостаточной интенсивностью света, прошедшего через сильно окрашенный раствор и попадающего на фотоэлемент. При нарушении пропорциональной зависимости между концентрацией и оптической плотностью необходимо установить оптимальную концентрацию раствора сравнения. [c.37]

Если фотоэлемент с запирающим слоем внезапно подвергнуть облучению ярким светом, значение электронной отдачи резко увеличивается по сравнению с нормальным равновесным состоянием, а затем постепенно уменьшается, приближаясь к равновесному по экспоненциальному закону (рис. 3.17). Это явление, известное под названием [c.38]

Прецезионная фотометрия. Как указывалось ранее, при стандартной процедуре абсорбциометрического анализа требуется проведение двух предварительных регулировок 1) установки шкалы на нуль при отсутствии света, падающего на фотоэлемент (при выключенной лампе или закрытом затворе), и 2) установки шкалы на 100 при чистом растворителе, введенном в луч света. Здесь и дальше мы считаем, что линейная шкала пропускания разбита на 100 делений. Это относится в равной степени как к схемам с измерением по отклонению, так и к нуль-индикаторам. Для выполнения анализа системы, подчиняющейся закону Бера, необходимо выполнить два отсчета один для эталона и один для образца. При этом желательно, особенно если предполагается отступление от закона Бера, чтобы эталон и образец по своим свойствам были возможно ближе друг к другу. [c.55]

Применение фотоэлементов позволяет автоматизировать определение концентрации веществ при химическом контроле технологических процессов. Вследствие этого фотоэлектрическая колориметрия значительно шире используется в практике заводских лабораторий, чем визуальная колориметрия. Однако противопоставлять друг другу визуальные и фотоэлектрические методы колориметрии не следует. Основу использования тех и других методов составляет зависимость изменения интенсивности световых потоков (при их прохождении через раствор) от концентрации растворенного вещества, т. е. закон Бугера—Ламберта—Бера. [c.43]

Законы фотоэффекта. Преобразование световой энергии в электрическую в фотоэлементе связано с явлением фотоэффекта. Фотоэффектом называют отрыв электронов от атомов различных веществ под влиянием световой энергии. [c.41]

Фотоэлемент преобразует световую энергию, проходящую через фотометрируемый раствор, в электрическую.. Согласно законам фотоэффекта, сила возникающего фототока прямо пропорциональна интенсивности падающего на фотоэлемент света. Следовательно, отношение интенсивности световых потоков, используемое в выражении основного закона светопоглощения, может быть заменено на равное ему Отношение величин фототоков. Это и используется в фотоколориметрии, где фактически сравнивают не светопоглощение растворов, а величины фототоков. [c.92]

Для каждого вещества существует определенная длина волны (или частота колебаний) света, называемая порогом фотоэффекта, при которой начинает наблюдаться (или исчезать) фотоэффект. Сила возникающего фототока (интегральная чувствительность фотоэлемента) зависит от длины волны падающего на фотоэлемент света и от температуры. По закону Столетова, сила фототока прямо пропорциональна интенсивности падающего на фотоэлемент монохроматического пучка света. [c.92]

Лучшие результаты были получены на монохроматоре УМ-2 с селеновым фотоэлементом. Определение проводилось в области спектра с длиной волны 425 ммк при толщине слоя 20 мм и концентрациях 0,03—0,04 г аценафтилена в 100 мл этилового спирта. В этой области концентраций изменение оптической плотности растворов аценафтилена подчиняется закону Бера. На рис. 6 приведена кривая, показывающая изменение оптической плотности растворов аценафтилена в зависимости от концентраций. Ошибка не превышает 1% [1031]. [c.56]

В настоящее время спектрофотометрические методы применяются более широко, чем колориметрические они основаны на измерении поглощения монохроматического излучения, проходящего через раствор, содержащий определяемое вещество. Используемые при этом приборы, которые называются спектрофотометрами, снабжены призменным (или решеточным) монохроматором и фотоэлементом (или фотоумножителем). Если известны толщина поглощающего СЛОЯ I и коэффициент поглощения определяемого вещества при данной длине волны и измерено значение поглощения А, то для определения неизвестной концентрации с можно воспользоваться законом Бугера — Ламберта — Бера [c.349]

Фотоэлементы непосредственно преобразуют лучистую энергию в электрическую это явление называется фотоэлектрическим эффектом. Величина фотоэффекта характеризуется двумя законами. [c.160]

Законом Столетова фотоэлектрический ток прямо пропорционален падающему на фотоэлемент лучистому потоку. [c.161]

Другой физико-химической причиной отклонения от закона Бугера является флуоресценция анализируемого вещества. Если диспергирование света в приборе происходит до прохождения его через раствор и растворенное вещество под действием монохроматического света флуоресцирует, то весь флуоресцентный поток, испускаемый раствором, попадает на фотоэлемент. Это приводит к увеличению интенсивности прошедшего через раствор света, что, естественно, снижает экспериментально определяемую оптическую плотность. Вследствие частичной реабсорбции флуоресцентного света наблюдаемые отклонения будут зависеть от длины кюветы. При прочих равных условиях отклонения от закона Бугера вследствие флуоресценции будут возрастать с увеличением оптической плотности и уменьшаться с ростом концентрации растворенного вещества (эффект тушения) [28]. [c.8]

Очевидной инструментальной причиной кажущихся отклонений от закона Бугера может быть любая неисправность фотоэлементов или усилительной схемы спектрофотометра, приводящая к нелинейной зависимости показаний прибора от интенсивности светового потока. Это явление может быть легко обнаружено по результатам измерения пропускания нескольких нейтральных светофильтров или растворов хорошо изученных стандартных веществ [29]. [c.8]

Экспериментальное определение истинной площади контакта шины с опорной поверхностью оптическим способом производят следующим методом . Шину 1 (рис. 6.1) под нагрузкой устанавливают на большую грань стеклянной призмы 2 полного внутреннего отражения. В соответствии с законами оптики, используя явление нарушения полного внутреннего отражения в местах соприкосновения стекла с оптически более плотной средой (резина протектора шины), можно получить количественную оценку истинной площади контакта. Для этого световой поток направляется в призму от излучателя А и изображение истинного контакта фиксируется фотоэлементом или фотоаппаратом Б. Получаемые фотоснимки дают перспективные изображения возвращение нормальных размеров достигается печатанием позитивов под определенным углом. Точность метода (зависящая от качества полирования граней призмы) примерно 0,001 мм. [c.189]

При колориметрическом анализе применяют главным образом селеновые фотоэлементы. Действие фотоэлемента основано на фотоэлектрическом эффекте, изученном в 1888 г. А. Г. Столетовым. По закону Столетова фотоэлектрический ток прямо пропорционален падающему лучистому потоку. В фотоэлементе световой поток попадает на поверхность полупроводника или металла и возбуждает движение электронов. Гальванометром можно измерить силу тока, вызванного воздействием света. [c.589]

Даже для систем, которые не показывают отклонения от закона Бера в результате химических или физических процессов, ряд концентраций, пригодных для фотометрического анализа, ограничен как в области высоких, так и в области низких значений. При высоких концентрациях поглощающего материала интенсивность прошедшего через раствор излучения так мала, что чувствительность фотометра становится недостаточной. При низких же концентрациях ошибка при отсчете по гальванометру или другому измерительному прибору становится слишком большой по сравнению с измеряемой величиной. Во многих современных фотоэлектрических приборах отклонение гальванометра или смещение контакта в компенсирующем потенциометре прямо пропорционально мощности излучения, падающего на фотоэлемент. Это, означает, что минимальное обнаруживаемое изменение мощности P будет постоянным, независимо от абсолютного значения самой мощности. Однако для достижения максимальной точ- [c.182]

Фотоэлементы с запирающим слоем могут быть также использованы при измерении возникающего потенциала (предпочтительнее, чем силы тока) посредством потенциометра. Потенциал в условиях нулевой силы тока прямо пропорционален логарифму энергии падающего на фотоэлемент излучения . Эта логарифмическая функция аналогична выражению закона Бера, куда также входит логарифм мощности падающего излучения. Таким образом, в схеме с фотоэлементом, представленной на рис. 148, отсчеты по шкале сопротивления будут пропорциональны концентрациям. Отверстие диафрагмы регулируют таким образом, чтобы [c.193]

Если фотоэлемент с запирающим слоем внезапно подвергается облучению ярким светом, значение электронной отдачи резко увеличивается по сравнению с истинным равновесным, а затем уменьшается, приближаясь к равновесному, по экспоненциальному закону (рис. 150). Это явление, известное под названием утомления , может вызывать значительные ошибки, если не принимать его во внимание. Оно может быть устранено путем тщательного подбора оптимальной яркости освещения, сопротивления измерительной цепи и т. д. Утомление в значительной степени устраняется в фотометрах с двумя фотоэлементами надлежащей конструкции. [c.195]

Очень точные результаты получаются, если в процессе титрования измерять интенсивность проходящего через раствор света с помощью фотоэлемента. Для этого можно пользоваться фотоколориметром, если он имеет достаточно большую кювету и допускает перемешивание механической мешалкой, но лучше применять специальный прибор простой конструкции с одним фотоэлементом, гальванометром и приспособлением для вкладывания фильтров разных цветов на пути света. При титровании перманганатом прохождение света через раствор резко падает в точке эквивалентности (особенно при зеленом фильтре) и стрелка гальванометра сильно отклоняется. Поскольку при дальнейшем прибавлении перманганата интенсивность окраски возрастает в соответствии с законом Ламберта — Бера (зависимость между концентрацией окрашенного вещества в растворе и логарифмом отношения Jo/J выражается прямой линией), можно не наблюдая самой точки эквивалентности, перетитровать раствор, отметить показания прибора для двух точек за точкой эквивалентности и затем графически, соединив эти две точки прямой, найти точку пересечения полученной линии с горизонталью. Это и будет точка эквивалентности. Аналогично находят точки эквивалентности и при титрованиях, приводящих к исчезновению окраски или появлению, или исчезновению осадка. Этот метод может быть использован и в титрованиях с двухцветными индикаторами (типа метилкрасного), хотя в этом случае графическое определение конца титрования несколько затруднительно. Наконец, особый интерес представляет метод титрования по максимуму помутнения для реакций типа РЬ++МоО - РЬМоО . В этом случае осадок появляется [c.299]

В сурьмяно-цезиевых фотоэлементах со слоем сурьмы, нанесённым непосредственно на стекло колбы, сила тока не пропорциональна интенсивности освещения катода, а растёт быстрее последней. Вольтамперная характеристика такого фотоэлемента не имеет насыщения и при напряжениях в 100—200 в довольно круто возрастает. Эти явления находят своё объяснение в большом сопротивлении тонкого сурьмяно-цезиевого слоя. Благодаря этому сопротивлению при фототоке с катода элементы поверхности катода, расположенные далеко от ввода, принимают потенциал более высокий, чем потенциал в месте ввода. Фотоэлектроны в значительном количестве, вместо того чтобы попадать на анод, описывают криволинейные пути, бомбардируют элементы катода с более высоким потенциалом и вызывают выход всё большего числа вторичных электронов по мере увеличения силы фототока. Эта аномалия устраняется путём нанесения между стеклом и сурьмяно-цезиевым слоем металлической подкладки и не должна рассматриваться как нарушение закона Столетова. [c.76]

Колориметрические определения основаны на сравнении поглощения или пропускания светового потока стандартным и исследуемым окрашенными растворами. В практике преобладает фотоколориметрия, где для измерений используются фотоэлементы, так как визуальные измерения менее объективны. В основе метода лежит объединенный закон Бугера — Ламберта — Бэра (см. с. 6). Полученная по экспериментальным данным зависимость А=1(с) в виде прямой или кривой (при отклонении от закона Бэра) может далее служить калибровочным графиком. При помощи этого графика по оптической плотности раствора определяется концентрация данного компонента в растворе. Недостаточная монохроматичность поглощаемого светового потока обычно вызывает отрицательные отклонения от закона Бэра тем большие, чем шире интервал длин волн поглощаемого светового потока. Поэтому для увеличения чувствительности и точности фотометрического определения на пути светового потока перед поглощающим раствором помещают избирательный светофильтр. Светофильтры (стекла, пленки, растворы) пропускают световой поток только в определенном интервале длин волн с полушириной пропускания Я1У2макс—Я 1/2 макс- Этот интервал Характеризует размытость максимума пропускания (рис. 155). Чем он уже, тем выше избирательность применяемого светофильтра к данным длинам волн. [c.361]

Излучение источника фокусируется зеркалами на диспергирующее устройство (призма из высококачественного кварцй фракционная решетка). Там пучок разлагается в спектр, изображение которого тем же зеркалом фокусируется на выходной щели монохроматора. Выходная щель из полученного спектра вырезает узкую полосу спектра чем уже щель, тем более монохроматична выходящая полоса. С помощью зеркала монохроматизированный пучок разделяется на два одинаковых по интенсивности луча один проходит через кювету сравнения, а другой - через кювету с образцом. Вращающейся диафрагмой перекрывают попеременно то луч сравнения, то луч образца, разделяя эти лучи во времени. После прохождения кювет световой поток зеркалами направляется на детектор, которым обычно служит фотоэлемент или фотоумножитель. После детектора сигнал усиливается и поступает на специальное электронное устройство -разделитель сигналов, где он раздваивается на два канала сигнал образца и сигнал сравнения. В обоих каналах сигналы усиливаются и подаются на самописец, который регистрирует отношение степени пропускания световых лучей через кювету образца к пропусканию светового потока через кювету сравнения. Логарифм данного отношения равен разности оптических плотностей образца и эталона эту величину можно записать, если перед самописцем установлено логарифмирующее устройство. В этом случае спектр будет представлять зависимость оптической плотности от длины волны или волнового числа и зависит от концентрации измеряемого образца. Для получения спектра, не зависящего от концентрации раствора, экспериментально полученный спектр перерисовывают по точкам, пользуясь законом Бугера-Ламберта-Беера, в спектр в координатах lg (или )- X (или V), Нерегистрирующие спектрофотометры - однолучевые приборы, измеряющие по отдельным точкам (спектрометрический метод). В сочетании с измерительной системой по схеме уравновешенного моста это наилучшие приборы для точных количественных измерений, которые осуществляются путем сравнения сигналов при попеременной установке в световой пучок образца и эталона. Основной их недостаток состоит в большой затрате времени для записи спектра, а не полосы поглощения при единственном значении длины волны. [c.185]

Фотоэлементы. В спектрофотометрах и фотоколориметрах фотоэлементы применяются как приемники лучистой энергии. Создание фотоэлементов стало возможным после замечательных открытий в области фотоэлектрических явлений крупнейшего русского физика, проф. Московского университета А. Г. Столетова, который впервые в 1888 г. установил существование прямой пропорциональности между силой фототока и энергией активных лучей, падающих на разряжаемую поверхность фотоэлектрический ток прямо пропорционален падающему лучистому потоку (закон Столетова). В этом же году Гальвакс обнаружил способность металлических тел терять отрицательный электрический заряд под влиянием света, т. е. обнаружил внешний фотоэлектрический эффект. [c.104]

Фотоэлемен 1ы иногда используются для измерения интенсивности излучения, однако их чувствительность зависит от длины волны, в связи с чем они не могут быть прокалиброваны ни непосредственно, ни при помощи закона Стефана. Однако если термостолбик соответствующим образом прокалиброван и имеется уверенность в том, что его показания не зависят от длины волны, и если использовать источник монохроматического излучения, то показания в цепи термостолбик—гальванометр можно сопоставить с показаниями в цепи фотоэлемента. После этого фотоэлемент можно использовать только для этой единственной длины волны. При этом всегда следует иметь в виду, что во избежание ошибок с такой системой необходимо часто проводить повторные калибровки. [c.238]

Нужно иметь в виду, что на практике весьма трудно осуществить это требование, и поэтому стабильность показаний дифференциального колориметра хотя и значительно выше стабильности прибора прямого действия, однако.все же далека от абсолютной. Уменьшить влияние колебаний интенсивности света на устойчивость показаний дифференциального фотоэлектрического ко-лориметра возможно искусственным путем для освещения фотоэлементов применяют монохроматический свет, т. е. свет определенной длины волны. При колебаниях напряжения, питающего лампу накаливания, температура раскаленной нити лампы изменяется. Согласно законам излучения, тело при разных температурах не только испускает.Зразличные количества света, но и качественный состав излучения меняется. В случае применения монохроматического света изменение температуры раскаленной нити ведет только к увеличению или уменьшению интенсивности освещения, спектральный же состав падающего на фотоэлемент света остается неизменным. [c.92]

Метод Джонсона и Нишита [49] применим для микроопределения сульфата и общей серы в различных биологических объектах. Для сульфата имеется два варианта метода (в отсутствие и в присутствии нитрата) и один вариант для общей серы. Растворы подчинялись закону Бера в пределах концентраций серы 1 —50 мкг, когда измерения проводились с применением фотоэлемента, чувствительного к голубому свету, при 670 ммк и эффективной ширине щели [c.347]

Применение оптического пирометра основано на законе излучения. Измеряемыми величинами являются энергия общего излучения, интенсивность излучения при определенной длине волны и отношение интенсивностей при двух различных длинах волн. У пирометров для измерения общего излучения световые лучи, проходящие через линзы, фокусируются на место спая вакуумной термобатареей, как это осуществлено в ардометре [183] или в пиррадио [184]. Измерения можно проводить также болометром или фотоэлементом. Первый из [c.106]

Все фотометрические методы можно разделить на две группы визуальные и фотоэлектроколориметрическне. Методы, в которых интенсивность потока лучистой энергии оценивается с помощью глаза, называются визуальными. В фо-тоэлектроколориметрических методах в качестве приемника и анализатора лучистой энергии используют фотоэлемент, сила фототока в котором согласно законам фотоэффекта пропорциональна интенсивности падающего на него света. Поток лучистой энергии, прошедший через поглощающий раствор, попадает на фотоэлемент, который превращает лучистую энергию в электрическую. Сила тока, возникающего при этом, измеряется с помощью гальванометра. [c.33]

Тем не менее не следует забывать, что чистота альтернативной энергетики относительна. Второе начало термодинамики гарантирует, что при любой деятельности энтропия (отходы всех видов) будет производиться непременно. Фотоэлементы, скажем, нужно еще изготовить, а полупроводниковое производство—вовсе не курорт. По истечении срока службы их, содержащих примеси мышьяка, фосфора, кадмия, надо куда-то девать — и лучшего способа, чем зарыть в шар земной, сейчас нет и не предвидится. Ветроэлектростанции изменяют ветровой режим местности, а третий закон экологии ( Природа знает лучше ) гарантирует, что эти изменения ни к чему хорошему, скорее всего, не приведут. Поэтому, возвращаясь к дровам, а точнее, к биомассе, следует заметить, что этот ресурс в России практически неисчерпаем, и не менее восстанавливаем, чем Солнце и ветер. Но При одном условии. Если мы не будем продолжать жить так же энергорасточительно, как сейчас и не тратить, например, на отопление каждого квадратного метра жилья в 5-7 раз больше топлива, чем Канада. Кстати, Россия и Канада имеют одинаковый коэффициент суровости климата, равный около 5000 °С-сут (см. гл. 19). То есть здесь отсутствует формальный повод обьяснить все наши отопительные проблемы суровыми климатическими условиями в России. [c.189]

Облученность изменяется как кобинус угла падения светового пучка [333] когда световой пучок направлен параллельно поверхности, создаваемая им облученность, разумеется, равна нулю. Если для измерения света используется термостолбик с черной плоской матовой поверхностью (радиометр), то он поглощает практически весь падающий на него свет (независимо от угла падения) и возникающая термо-э. д. с. подчиняется закону косинуса. У селенового фотоэлемента термо-э. д. с. падает с увеличением угла падения светового пучка значительно быстрее, чем этого требует закон косинуса о таких приемниках излучения говорят, что они имеют косинусную ошибку . Эту ошибку можно устранить с помощью прозрачных преломляющих или полупрозрачных светорассеивающих насадок специальной конструкции, увеличивающих долю косых лучей, попадающих на активную поверхность фотоэлемента (фиг. 48 и 49). [c.115]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология