Το 1887, ο Γερμανός επιστήμονας Hertz ανακάλυψε την επιρροήελαφριά έως ηλεκτρική εκκένωση. Μελετώντας την εκκένωση σπινθήρα, ο Hertz διαπίστωσε ότι εάν το αρνητικό ηλεκτρόδιο φωτίζεται με υπεριώδεις ακτίνες, η εκφόρτιση συμβαίνει σε χαμηλότερη τάση στα ηλεκτρόδια.
Διαπιστώθηκε περαιτέρω ότι όταν φωτίζεται με φωςηλεκτρικό τόξο μιας αρνητικά φορτισμένης μεταλλικής πλάκας που συνδέεται με ένα ηλεκτροσκόπιο, το βέλος του ηλεκτροσκοπίου χαμηλώνει. Αυτό έδειχνε ότι η μεταλλική πλάκα που φωτιζόταν από το ηλεκτρικό τόξο έχανε το αρνητικό της φορτίο. Η μεταλλική πλάκα δεν χάνει το θετικό της φορτίο όταν φωτίζεται.
Η απώλεια αρνητικού ηλεκτρικού φορτίου από μεταλλικά σώματα όταν φωτίζεται από δέσμες φωτός ονομάζεται φωτοηλεκτρικό φαινόμενο ή απλά φωτοηλεκτρικό φαινόμενο.
Η φυσική αυτού του φαινομένου μελετάται από το 1888 από τον διάσημο Ρώσο επιστήμονα A.G. Stoletov.
Ο Stoletov μελέτησε το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο στοχρησιμοποιώντας μια εγκατάσταση που αποτελείται από δύο μικρούς δίσκους. Μια συμπαγής πλάκα ψευδάργυρου και ένα λεπτό πλέγμα τοποθετήθηκαν κάθετα το ένα απέναντι από το άλλο, σχηματίζοντας έναν πυκνωτή. Οι πλάκες του συνδέθηκαν με τους πόλους μιας πηγής ρεύματος και στη συνέχεια φωτίστηκαν από το φως ενός ηλεκτρικού τόξου.
Το φως διείσδυσε ελεύθερα μέσω του πλέγματος στην επιφάνεια ενός συμπαγούς δίσκου ψευδαργύρου.
Ο Stoletov διαπίστωσε ότι αν η επίστρωση ψευδαργύρουο πυκνωτής συνδέεται στον αρνητικό πόλο της πηγής τάσης (είναι η κάθοδος), τότε το γαλβανόμετρο που περιλαμβάνεται στο κύκλωμα δείχνει το ρεύμα. Εάν η κάθοδος είναι πλέγμα, τότε δεν υπάρχει ρεύμα. Αυτό σημαίνει ότι μια φωτισμένη πλάκα ψευδαργύρου εκπέμπει αρνητικά φορτισμένα σωματίδια, τα οποία καθορίζουν την ύπαρξη ρεύματος στο διάκενο μεταξύ αυτής και του πλέγματος.
Stoletov, μελετώντας το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, η φυσική του οποίου ήτανπου δεν έχει ακόμη αποκαλυφθεί, πήρε για τα πειράματά του δίσκους από μια ποικιλία μετάλλων: αλουμίνιο, χαλκό, ψευδάργυρο, ασήμι, νικέλιο. Συνδέοντάς τα με τον αρνητικό πόλο της πηγής τάσης, παρατήρησε πώς ένα ηλεκτρικό ρεύμα εμφανίστηκε στο κύκλωμα της πειραματικής του εγκατάστασης υπό τη δράση ενός τόξου. Αυτό το ρεύμα ονομάζεται φωτορεύμα.
Με την αύξηση της τάσης μεταξύ των πλακών πυκνωτών, το φωτορεύμα αυξήθηκε, φτάνοντας τη μέγιστη τιμή του σε μια ορισμένη τάση, που ονομάζεται φωτορεύμα κορεσμού.
Μελετώντας το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, η φυσική του οποίου είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με την εξάρτηση του φωτορεύματος κορεσμού από την τιμή της φωτεινής ροής που προσπίπτει στην πλάκα της καθόδου, ο Stoletov καθιέρωσε τον ακόλουθο νόμο: το φωτορεύμα κορεσμού θα είναι ευθέως ανάλογο με τη ροή φωτός που προσπίπτει στη μεταλλική πλάκα.
Αυτός ο νόμος ονομάζεται Stoletov.
Αργότερα διαπιστώθηκε ότι το φωτορεύμα είναι η ροή ηλεκτρονίων που σχίζονται από το μέταλλο από το φως.
Η θεωρία του φωτοηλεκτρικού φαινομένου έχει βρει ευρεία πρακτική εφαρμογή. Έτσι δημιουργήθηκαν συσκευές που βασίζονται σε αυτό το φαινόμενο. Ονομάζονται φωτοκύτταρα.
Φωτοευαίσθητο στρώμα - κάθοδος - καλύμματασχεδόν ολόκληρη η εσωτερική επιφάνεια του γυάλινου μπαλονιού, με εξαίρεση ένα μικρό παράθυρο για πρόσβαση στο φως. Η άνοδος, από την άλλη πλευρά, είναι ένας συρμάτινος δακτύλιος στερεωμένος μέσα στον κύλινδρο. Υπάρχει κενό στο μπουκάλι.
Εάν συνδέσετε τον δακτύλιο στον θετικό πόλομπαταρία, και το φωτοευαίσθητο μεταλλικό στρώμα μέσα από το γαλβανόμετρο με τον αρνητικό πόλο του, τότε όταν το στρώμα φωτιστεί με κατάλληλη πηγή φωτός, θα εμφανιστεί ένα ρεύμα στο κύκλωμα.
Μπορείτε να απενεργοποιήσετε εντελώς την μπαταρία, αλλά ακόμα και τότε εμείςθα παρατηρήσουμε ένα ρεύμα, μόνο πολύ ασθενές, αφού μόνο ένα ασήμαντο μέρος των ηλεκτρονίων που τραβάει το φως θα πέσει στον συρμάτινο δακτύλιο - την άνοδο. Για να ενισχυθεί το αποτέλεσμα, απαιτείται τάση της τάξης των 80-100 V.
Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, η φυσική του οποίου χρησιμοποιείται σε τέτοιαστοιχεία μπορούν να παρατηρηθούν χρησιμοποιώντας οποιοδήποτε μέταλλο. Ωστόσο, τα περισσότερα από αυτά, όπως ο χαλκός, ο σίδηρος, η πλατίνα, το βολφράμιο, είναι ευαίσθητα μόνο στις υπεριώδεις ακτίνες. Τα αλκαλικά μέταλλα από μόνα τους - κάλιο, νάτριο και κυρίως καίσιο - είναι επίσης ευαίσθητα στις ορατές ακτίνες. Χρησιμοποιούνται για την κατασκευή καθόδων φωτοκυττάρων.
