aplicaciones del efecto fotoelectrico





INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESIME CULHUACAN
MATERIA:
MECANICA CUANTICA Y ESTADISTICA
TEMA:
APLICACIONES DEL EFECTO FOTOELECTRICO
PROFESOR:
Lic. RODRIGUEZ SANCHEZ CARLOS





APLICACIONES DEL EFECTO FOTOELECTRICO
INTRODUCCION
El efecto fotoeléctrico fue descubierto por Heinrich Hertz en 1887, al observar que el arco que saltaentre dos electrodos conectados a alta tensión alcanza distancias mayores cuando se ilumina con luz ultravioleta que cuando se deja en la oscuridad. Un Año después, Hallwachs hizo una importante observación de que la luz ultravioleta al incidir sobre un cuerpo cargado negativamente causaba la perdida su carga, mientras que no afectaba a un cuerpo con carga positiva. Diez años mas tarde, J. Thomsony P. Lenard demostraron independientemente, que la acción de al luz era la causa de al emisión de cargas negativas libres por la superficie del metal. Aunque no hay diferencia con los demás electrones, se acostumbra al denominar fotoelectrones a estas cargas negativas.
Heinrich Hertz establece básicamente que electrones de una superficie metálica pueden escapar de ella si adquieren la energíasuficiente suministrada por luz de longitud de onda lo suficientemente corta. Hallwachs y Lenard estudiaron también este efecto años después.
Posteriormente Einstein le dio el significado correcto en 1905, en el que dice que un haz de luz se compone de paquetes de energía llamados cuantos de luz o fotones. Cuando el fotón choca contra un electrón en la superficie de un metal, el fotón l e puedetransmitir energía al electrón, con la cual podría este escapar de la superficie del metal.


FOTORESISTENCIAS
La LDR (Light Dependent Resistor) o resistencia dependiente de la luz, fotoconductores o células fotoconductoras; como su propio nombre indica es una resistencia que varia su valor en función de la luz que incide sobre su superficie. Contra mas sea la intensidad de luz que incida en lasuperficie de la LDR menor será su resistencia y contra menos luz incida mayor será la resistencia. La forma externa puede variar de la mostrada en esta foto ya que este modelo en concreto no es muy común pero la función es la misma.

Cuando incide la luz en el material fotoconductor se generan pares electrón-hueco. Al haber un mayor número de portadores, el valor de la resistencia disminuye. Deeste modo, la fotorresistencia iluminada tiene un valor de resistencia bajo.
 

Fotogeneración de portadores
 
Si dejamos de iluminar, los portadores fotogenerados se recombinarán hasta volver hasta sus valores iniciales. Por lo tanto el número de portadores disminuirá y el valor de la resistencia será mayor.

Estado de conducción sin fotogeneración
 
Por supuesto, el material de lafotorresistencia responderá a unas longitudes de onda determinadas. Es decir, la variación de resistencia será máxima para una longitud de onda determinada. Esta longitud de onda depende del material y el dopado, y deberá ser suministrada por el proveedor. En general, la variación de resistencia en función de la longitud de onda presentan curvas como las de la figura siguiente.

Variación deresistencia en función de la longitud de onda de la radiación
APLICACIONES DE LOS FOTORESIATORES
Las LDR se usan para detectar niveles de luz ambiente o seguimiento de luces o linternas, así pues podemos crear un seguidor de luz con varias LDR dispuestas alrededor del robot y hacer que este siga una luz directa que le enfoque, también pueden usarse para encender los focos o luces de balizamiento delrobot en ausencia de luz.
FOTODIODOS
Los fotodiodos son diodos de unión PN cuyas características eléctricas dependen de la cantidad de luz que incide sobre la unión. En la figura siguiente se muestra su símbolo circuital.


El efecto fundamental bajo el cual opera un fotodiodo es la generación de pares electrón - hueco debido a la energía luminosa. Este hecho es lo que le diferencia del diodo...