Покоренный электрон

Ивановский Михаил Петрович

К изготовленному таким способом фотоэлементу присоединяли проводники — один к нижнему слою металла, а другой к верхнему, прозрачному слою.

Как только на поверхность прозрачного слоя падает свет, в фотоэлементе возникает электрический ток. Электроны, выбитые светом из молекул закиси меди, проскакивают в верхний прозрачный слой металла, а оттуда устремляются в проводник. Совершив путешествие по проводам, электроны возвращаются обратно в слой закиси меди, проникая в нее с теневой стороны и замыкая цепь. И вот в этом-то и скрыта странная особенность вентильных фотоэлементов.

Что заставляет электроны проделывать длинный

кружной путь по проводам? Что мешает им вернуться в слой закиси тем самым путем, каким они вышли из нее, то есть просто перескочить из прозрачного слоя металла обратно в закись? Этот путь, казалась бы, наиболее короткий, но электроны почему-то путешествуют по проводам и возвращаются в слой закиси, так сказать, с «черного хода». Причина этого явления пока еще в точности не установлена.

По-видимому между тонким прозрачным слоем металла и закисью меди существует особый пограничный слой, обладающий свойствами клапана: выход свободен, а вход — воспрещен. Пограничный слой беспрепятственно выпускает электроны из закиси меди, но запирает для них обратный путь. Отсюда и возникло название фотоэлементов такого типа — фотоэлементы с запирающим слоем.

Чувствительность меднозакисных фотоэлементов оказалась небольшой. Изобретены иные, более выгодные конструкции фотоэлементов с запирающим слоем.

Например, на железную пластинку наносят слой селена и покрывают его тончайшим прозрачным слоем золота. Запирающий слой образуется между селеном и золотом. Чувствительность селеновых фотоэлементов вчетверо превышает чувствительность меднозакисных (рис. 112).

Рис. 112. Внешний вид селенового фотоэлемента с запирающим слоем.

Однако и они преобразуют в электрическую энергию только сотые доли процента энергии световых лучей.

Один из исследователей фотоэлементов этого типа, Б. Т. Коломиец, в течение нескольких лет «путешествовал» по клеткам таблицы Менделеева. Он искал вещества, подобные селену, и, перебирая один за другим химические элементы и их соединения, испытывал их пригодность для изготовления более совершенных фотоэлементов.

В клеточке № 81, между ртутью и серым тяжелым свинцом, Коломиец нашел то, что искал. Серебристо-белый, мягкий и легкоплавкий таллий в соединении с серой и кислородом приобретает нужные свойства.

Коломиец проделал очень много интересных исследований таллия, значительно продвинувших вперед наши знания о фотоэлементах. Серно-таллиевый фотоэлемент оказался во много раз чувствительнее селенового.

Разработанный в Киеве, в Украинской Академии наук, серно-серебряный фотоэлемент с запирающим слоем, также оказался весьма совершенным. Он обладает чувствительностью почти в сто раз большей, чем меднозакисный, и очень чувствителен к инфракрасным лучам. Коэффициент полезного действия этого элемента равен почти двум процентам.

Вентильные фотоэлементы широко применяются в приборах для измерения силы света, — в электрических фотометрах, — приборах, позволяющих по отклонению стрелки гальванометра, измеряющего фототок, судить об освещенности. Фотометрами этого рода постоянно пользуются фотографы, кинооператоры, светотехники и астрономы. Лучшие в мире, наиболее

чувствительные и точные, астрономические фотометры построены советским ученым В. Б. Никоновым.

Важно, чтобы фотоэлементы отзывались на действие предельно слабого света. С этой целью и стремятся повысить их чувствительность. Для фотоэлемента с запирающим слоем повышение чувствительности в известной степени связано с повышением коэффициента полезного действия. А так как некоторые фотоэлементы уже могут значительную часть световой энергии преобразовывать в электрическую, возникает мысль — нельзя ли их использовать в качестве генераторов электрической энергии?

Солнце посылает несколько сот киловатт энергии на каждый квадратный километр земной поверхности. Несколько квадратных километров земной поверхности, сплошь устланные светоэлементами с достаточно высоким коэффициентом полезного действия, дали бы электрическую мощность, сравнимую с мощностью крупнейших электростанций. Без затраты топлива, без особо сложных сооружений, светоэлектростанции черпали бы энергию непосредственно от Солнца.

Пока на пути к такому использованию фотоэлементов стоят еще большие трудности. Даже сама идея кажется фантастичной. Но советская наука идет вперед гигантскими шагами. И то, что сейчас кажется лишь темой для фотографического рассказа, через несколько лет может стать реальностью.

Глава двенадцатая. В заводских цехах

Победы творческого труда

Еще недавно пределом скорости работы бумагоделательной машины было 300 метров в минуту. Ныне бумага изготовляется со скоростью 450 метров; за сутки машина дает бумажную ленту длиной в 648 километров!

Скорость прокатки стали на непрерывно действующих станах, блюмингах достигла 1600 метров в минуту. Это означает, что раскаленная болванка движется в прокатном стане со скоростью курьерского поезда.

Скорости новейших станков таковы, что человек при всем желании не в состоянии вручную регулировать и контролировать их работу. Наши органы чувств для этого недостаточно восприимчивы, а движения слишком медлительны. С такой задачей могут справиться только проворные автоматические регуляторы.

Человеку незачем вручную управлять машинами. Он может спокойно перепоручить это дело автоматически действующим реле, фотоэлементам, электронным и ионным приборам. Себе же человек оставляет почетную роль творца новых «умных» машин- автоматов, роль управляющего приборами управления, контролера механических контролеров и автоматических регуляторов. Тяжесть труда в нашей стране перекладывается на плечи машины. Труд становится с каждым годом интереснее, легче и намного производительнее.

Замечательные успехи советской науки и техники облегчили труд, повысили его производительность, это в свою очередь изменило характер управления производством и его организацию.

Не так уж давно на автозаводе блок автомобильного двигателя обрабатывался на 56 станках, занимавших 500 квадратных метров производственной площади. Работали на этом участке в три смены 180 станочников и мастеров.

Теперь корпус двигателя обрабатывается на автоматической поточной линии из 16 станков. Они занимают всего лишь 200 квадратных метров. На всех 16 станках одновременно действует 504 режущих инструмента и 20 электродвигателей общей мощностью 35 киловатт.