|
|
Гипотетический фотоэмиссиониый
генератор. Фотоны света попадают на его катод, проходя через проволочную
сетку, выполняющую функции анода. Чтобы предотвратить влияние
пространственного заряда, электроды в генераторе располагаются очень близко
друг к другу.
При попадании фотона на катод его энергия поглощается
электроном, который вследствие этого переходит на более высокий
энергетический уровень. Если же энергия электрона превысит работу выхода
катода, то электрон покидает его поверхность. Однако подобное действие
оказывают не все фотоны, поскольку их энергия различна.
Применяя электроды из других материалов с меньшей работой
выхода, мы можем несколько повысить к. п. д., однако при этом сохраняется
одно принципиально важное ограничение. Рассматривая принцип действия
термоионного генератора, мы отмечали, что электронная эмиссия с катода становится
значительной, когда при повышении его температуры энергия электронов
превышает уровень Ферми на величину фк. В фотоэмиссионном генераторе
необходимую энергию приобретают лишь те электроны, на которые непосредственно
воздействует радиация; энергия же остальных электронов, а также ионов
кристаллической решетки остается на уровне, определяемом температурой катода.
Даже возбужденный электрон вскоре теряет свою энергию в процессе
взаимодействия с соседними электронами, обладающими меньшей энергией. Поэтому
лишь небольшая часть электронов, возбужденных вблизи поверхности катода или
рассеянных в наружном направлении, может вырваться с его поверхности. В
результате к. п. д. подобных устройств составляет даже не 15%, а всего лишь
0,15%? Поэтому катод следует нагревать с помощью концентратора. Таким образом
мы вновь возвращаемся к термоионному генератору.
Столь низкий к. п. д. фотоэмиссионных генераторов является
причиной того, что при исследовании вопросов получения энергии им отводится
незначительная роль, хотя, возможно, используя какие-то оригинальные
конструкции катодов с тонкими пленками, их к. п. д. можно значительно
повысить. Однако все эти возможности остались неисследованными ~~в связи с
появлением фотоэлектрических генераторов.
|