Zusammenfassung
Der durch Bestrahlung mit Licht ausgelöste Elektronenstrom1 ist (für konstante Wellenlänge oder konstantes Wellenlängengemisch) der auffallenden Lichtintensität direkt proportional. Eine Abhängigkeit des Photostromes von der Kathodentemperatur wird erst bei größeren Temperaturdifferenzen (> 100°C) merkbar2. Der Photostrom setzt je nach der Austrittsarbeit φ des Schichtmaterials bei einer bestimmten Wellenlänge, der sog. langwelligen Grenze λmax des lichtelektrischen Effektes ein:
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Referenzen
Der zwischen Photokathode und Anode bei einer bestimmten Belichtung und Temperatur fließende Strom setzt sich zusammen aus a) dem von der Leitfähigkeit des Glases oder von Brücken verdampften Metalls herrührenden Leitungsstrom („Isolationsstrom“), b) dem mit steigender Temperatur zunehmenden thermischen Elektronenstrom und c) dem durch die Bestrahlung mit Licht ausgelösten Elektronenstrom („lichtelektrischer Strom“). a) und b) werden häufig unter dem Namen „Dunkelstrom“ zusammengefaßt. Die Trennung von a) und b) kann durch Umpolen der Stromquelle bzw. (bei hohem Isolationsstrom) durch Wechselstrommessung mit Kompensation der Gleichstromkomponente erfolgen. Die Ergebnisse sind jedoch nicht immer eindeutig, da häufig die Anode ebenfalls mit Alkali aktiviert ist und dann auch bei Umpolung ein thermischer Elektronenstrom fließt. Wegen der starken Zunahme des thermischen Elektronenstromes mit der Temperatur gelingt bei höheren Temperaturen (> 50° C) die Trennung erheblich leichter. Zellen mit überwiegendem Isolationsstrom zeigen eine geradlinige, Zellen mit überwiegend thermischem Elektronenstrom eine u3/2-Kennlinie, die je nach der Schichtzusammensetzung eine mehr oder weniger ausgeprägte Sättigung besitzt. Bei guten Photozellen bleibt der Dunkelstrom bei Zimmertemperatur unter 10-9 A.
Häufig wird sie auf Änderungen der Emissionsschicht infolge der Temperaturbehandlung zurückgeführt; jedoch ist die Abhängigkeit reversibel.
Unter „dünnen“ Schichten versteht man nach Gudden 1 solche, die weder das einfallende Licht, noch die etwa in der Schichtmitte ausgelösten Elektronen vollständig absorbieren.
Die von verschiedenen Autoren angegebenen Grenzwellenlängen hängen naturgemäß (besonders bei Schichtkathoden, deren spektrale Empfindlichkeitskurven sich asymptotisch an die Abszisse anschließen, vgl. z. B. Abb. 312) stark von der Empfindlichkeit der Meßanordnung ab; R. Schulze 1 definiert z. B. als langwellige Grenze diejenige Wellenlänge, bei der für eine auffallende Lichtenergie von 10 erg/sec der lichtelektrisch ausgelöste Elektronenstrom auf 1 · 10-15 A abgesunken ist.
Ungeeignet für Photozellen ist Bleiglas. Gut brauchbar ist z. B. Gundelachglas (Durchlässigkeitsgrenze 300 mμ), das bei Heizung auf 300° C noch keine Elemente ausscheidet, die den lichtelektrischen Effekt der Auflage beeinflussen (R. Schulze 1). Am besten geeignet sind Borosilikatgläser mit Durchführungen aus W oder Mo, die am Ende mit einem Stückchen Platindraht versehen sind, der zur besseren Kontaktgabe federnd gegen die Kathodenschicht gedrückt wird (vgl. Abb. 363 l). Bei diesen Glassorten ist auch, die Neigung des Cs-Dampfes zur Bildung leitender Brücken zwischen Kathode und Anode erfahrungsgemäß sehr gering. Für hoch isolierende Zellen empfiehlt sich die Einschaltung von Quarzzwischenstücken.
Vgl. Teichmann 1.
Fenster zum Eintritt des Lichtes in der Silberschicht erhält man durch vorhergehende Bedeckung des betreffenden Teiles mit Bienenwachs, das nach der Versilberung mit Benzin weggelöst wird.
Noch auf der Pumpe!
Vgl. Forro 1, Marton i, Pirani 2, Selenyi 1.
Vgl. Hull 3.
Mey 1.
Reine Hydridoberflächen zeigen keine lichtelektrische Emission!
In manchen Fällen wird weiter (bis zu dunkelblauer Färbung) oxydiert und dann der überschüssige Sauerstoff durch Erhitzung der Zelle bei 150° C im Hochvakuum entfernt.
Z. B. fällt bei einem Gesamtvolumen (Zelle, Vakuumleitung, McLeod) von 1 l, einer Ag-Fläche von 100 cm2 und einem Anfangsdruck von 0,2 Tor der Druck auf etwa 0,14 Tor (20° C), vgl. Tedham 1.
Die Entfernung des überschüssigen Cs kann auch durch Bildung einer Legierung mit Zinn oder Blei erfolgen. Es wird zu diesem Zweck ein verzinnter Eisenring vorgesehen und das Rohr nach dem Abschmelzen auf 150° C erhitzt (vgl. Holst 2).
Die Glimmerplatte trägt auf ihrer Rückseite einen zusammenhängenden Metallfilm. Das Ikonoskop ermöglicht ohne mechanische Vorrichtungen durch Elektronenstrahlabtastung eines auf die lichtempfindliche Schicht projizierten optischen Bildes eine Transformierung der Lichtintensität auf den einzelnen punktförmigen Photozellenteilen in entsprechende elektrische Stromschwankungen. Über Einzelheiten vgl. Zworykin 2, 3.
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Dieses Kapitel ist Teil des Digitalisierungsprojekts Springer Book Archives mit Publikationen, die seit den Anfängen des Verlags von 1842 erschienen sind. Der Verlag stellt mit diesem Archiv Quellen für die historische wie auch die disziplingeschichtliche Forschung zur Verfügung, die jeweils im historischen Kontext betrachtet werden müssen. Dieses Kapitel ist aus einem Buch, das in der Zeit vor 1945 erschienen ist und wird daher in seiner zeittypischen politisch-ideologischen Ausrichtung vom Verlag nicht beworben.
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Espe, W., Knoll, M. (1936). Lichtelektrische Kathoden. In: Werkstoffkunde der Hochvakuumtechnik. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-24701-3_22
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