photoélectricité.

photoélectricité. n.f., production d'électricité par action de la lumière. L'effet photoélectrique. On appelle effet photoélectrique l'émission d'électrons par une substance ou une modification de la conductivité de celle-ci sous l'influence d'une radiation électromagnétique. La surface de certains métaux (par exemple le césium), irradiée par de la lumière, émet des électrons, ce qu'Einstein expliqua, en 1905, à partir de la théorie des quanta de Planck ; la lumière incidente est formée de particules, les photons, dont l'énergie dépend de la fréquence de l'onde électromagnétique ; pour que le phénomène, appelé effet photoélectrique externe, se produise, il faut que la fréquence de la lumière soit assez élevée (supérieure à la fréquence critique du métal considéré) afin que l'énergie apportée par le quantum de lumière soit suffisante pour vaincre les forces de cohésion qui maintiennent les électrons à l'intérieur du métal. Le courant photoélectrique est faible, mais il peut être amplifié et utilisé dans de nombreux montages. Le tube photomultiplicateur, qui constitue la partie essentielle d'un compteur à scintillation, est la base de nombreux instruments utilisés pour le comptage des particules nucléaires. Même au sein d'une substance, les radiations gamma peuvent éloigner les électrons de leur position normale, provoquant ainsi une ionisation des atomes. Cette propriété, appelée effet photoélectrique interne, est utilisée pratiquement pour l'enregistrement des rayons gamma. Complétez votre recherche en consultant : Les livres photoélectricité - cellule photovoltaïque à semi-conducteur, page 3870, volume 7 Les composants photoélectriques. Les composants photoélectriques à semi-conducteurs sont des semi-conducteurs particuliers : photodiode, photorésistance, phototransistor, diode électroluminescente. Ces composants sont généralement beaucoup plus sensibles à la lumière infrarouge qu'à la lumière visible. La photodiode est une diode dont le courant direct qui peut la traverser est proportionnel à la quantité de lumière qui frappe la partie active du semi-conducteur. La réponse d'une photodiode dépend de la longueur d'onde de la lumière qu'elle reçoit, mais n'est pas linéaire. La photorésistance est un composant dont la résistance est inversement proportionnelle à la quantité d'énergie lumineuse qu'il reçoit. À la différence de la photodiode, le courant fourni par une source extérieure peut circuler dans les deux sens. Toutefois, le temps de réaction d'une photorésistance à une variation d'intensité lumineuse est beaucoup plus long que pour la photodiode. Le phototransistor est un transistor dont le boîtier ouvert permet l'exposition du cristal semi-conducteur à la lumière. Dans un tel composant, le courant circulant dans la direction émetteur-collecteur dépend de l'éclairement du cristal. La tension appliquée sur la base peut être remplacée par l'éclairement du cristal. La réponse d'un photo-transistor, aussi rapide que celle d'une photodiode, est plus linéaire. Il faut noter que la plupart des transistors courants au silicium sont de bons phototransistors, si l'on découpe le dessus du boîtier pour pouvoir illuminer le cristal semi-conducteur. La diode électroluminescente (DEL ou LED) n'est pas un photorécepteur, mais un photoémetteur. Il s'agit d'une diode qui émet un rayonnement lumineux lorsqu'elle est parcourue par un courant direct d'intensité suffisante. Cette propriété rend les LED très pratiques comme voyants lumineux de faible consommation (un courant d'intensité 1 mA suffit pour obtenir une luminosité correcte dans les LED à haute luminosité). Les composants photoélectriques à tube à vide sont abandonnés progressivement, bien que, pour certains types de rayonnements (lumière visible ou certains ultra-violets), ils aient un comportement bien plus intéressant, voire irremplaçable. Les applications des photocomposants. La cellule photoélectrique est un appareil qui permet d'inclure le courant émis par une surface photosensible dans un circuit fermé comportant une batterie d'alimentation. Ce circuit devient le siège d'un courant lorsque la lumière irradie la cellule photoélectrique. Dans le cas d'un dispositif d'ouverture de porte, par exemple, toute personne interceptant le faisceau lumineux provoque une rupture momentanée du courant, et cette variation déclenche le signal d'ouverture. Le photocoupleur est l'assemblage sous boîtier unique d'un photoémetteur (DEL) et d'un photorécepteur (phototransistor). Un tel système permet de transmettre un signal électrique entre deux dispositifs électroniques parfaitement isolés électriquement. Les techniques de transmission de signaux et de lecteurs optiques mettent en oeuvre des photocomposants : enregistrement et lecture du son (films sonores), triage, lecteurs de cartes et bandes perforées, lecteurs de codes à barres, transmission pour fibres optiques, contrôle, comptage. Voir fibre optique. La photopile est un appareil dans lequel un courant électrique prend naissance par suite de l'effet photoélectrique. Le type le plus courant est la « cellule à couche d'arrêt », constituée par une couche mince d'un élément semi-conducteur (sélénium par exemple), déposée sur une plaque de fer et recouverte d'une pellicule d'or ou de platine, assez mince pour être translucide. Lorsque les électrons, libérés par la lumière, passent entre les électrodes et le semi-conducteur, une force électromotrice apparaît sur l'une des faces du semi-conducteur. Une telle cellule fournit donc du courant sans l'aide d'une batterie auxiliaire. Ces cellules, de très faible puissance, sont utilisées, notamment, dans des posemètres photographiques ; ce sont elles qui, réparties en grand nombre sur la surface d'un satellite artificiel, rechargent les batteries qui alimentent les appareils émetteurs. Les photopiles modernes se présentent sous forme de disques de silicium, et sont une variété de photodiodes capables de produire un courant. Ces composants sont encore assez coûteux, mais leurs utilisations sont de plus en plus nombreuses : maintien en charge de batteries dans des endroits inaccessibles ou difficiles (phares et balises radio, bateaux à voiles, stations radio isolées...), alimentation de satellites, de cabines téléphoniques, de relais hertziens. Complétez votre recherche en consultant : Les livres photoélectricité - voiture solaire, page 3870, volume 7 Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats cathodique (rayon) diode électron électronique - Les différents composants - Les circuits chaînés émission énergie - Les sources d'énergie industrielles - Les énergies renouvelables fibre optique photométrie phototélégraphie radioactivité - La perte d'énergie dans la matière satellites - Structure et exploitation du satellite - La plate-forme semi-conducteur transistor xérographie