تقرير..الظاهره الكهروضوئيه..للثاني عشر

السلاام عليكم .. شحالكم وعلومكمـ ..




الظاهرة الكهروضوئية


المقدمة
الظاهرة الكهروضوئية هي إحدى الظواهر العديدة التي يمكن انبعاث الالكترونات من سطح المادة، فمن هذه الظواهر الانبعاث الحراري والانبعاث الثانوي والانبعاث الكهربائي والانبعاث الكهروضوئي. وسف نتناول في هذا التقرير بشكل تفصيلي عن الظاهرة الكهروضوئية.

الموضوع


تعريف الظاهرة الكهروضوئية:-


تحدث عند سقوط شعاع كهرومغناطيسي على سطح معدن، فينتج عند تحرير الالكترونات من سطح المعدن، ولتفسير ما يحدث هو إن جزء من طاقة الشعاع الكهرومغناطيسي يمتصها الإلكترون المرتبط بالمعدن يتحرر منه ويكسب طاقة حركية. وهذه العملية تعتمد على العديد من المتغيرات وهي:
تردد الشعاع الكهرومغناطيسي، شدة الشعاع الكهرومغناطيسي، التيار الفوتوضوئي، طاقة حركة الإلكترون
المتحررة من سطح المعدن، ونوع المدن. يعود الأثر الكهروضوئية إلى القرن الماضي الميلادي عندما قام
العالم بكيرل في عام 1839 بدراسة تأثير الضوء على المعادن والمحاليل وخصائص التيار الكهربائي الناتج عنها. وادخل العالمان آدم وسميث مفهوم الناقلة الكهربائية لأول مرة عام 1877 وتم تركيب أول خلية شمسية من مادة السلينيوم من قبل العالم فريتز عام 1883 حيث توقع لها أن تساهم في إنتاج الكهرباء مستقبلا.
ومن جهة أخرى فقد ساعد تطوير نظريات ميكانيكا الكم على تفسير الكثير من الظواهر الفيزيائية، وخاصة المرتبطة بالكهرباء الضوئية في فترة الثلاثينات والأربعينات من القرن الحالي أما فترة الهامة للخلايا الكهروضوئية فقد حدثت في عقدي السبعينيات وخاصة بعد تطور علوم التركيب المجهرية الدقيقة لأشباه
الموصلات، وقد اعتبرت الخلايا الكهروضوئية حينئذ بأنها إحدى الطرق العلمية الطموحة لتوليد الكهرباء
في المصادر المتجددة لطاقة.
وقد ساعد ازدياد الطلب على استخدام مجمعات الخلايا الكهروضوئية إلى انخفاض إنتاجها نسبيا، مما ساعد
على التوسع في إنتاج هذا النوع من الطاقة والذي يؤدي بدوره إلى خفض التلوث البيئي، وقد بدأت نظم الخلايا الكهروضوئية تنتشر تدريجيا في التطبيقات الإنارة والاتصالات وضخ المياه وغيرها.


عناصر الظاهرة الكهروضوئية:-


قبل أن نتعرف على عناصر الظاهرة الكهروضوئية لابد لنا أن تعرف
ما هو الضوء؟ فمن حيث المبدأ يعتبر الضوء شكل من أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي يرى بالعين المجردة وهو لا يختلف عن بقية أصناف
الإشعاعات الكهرومغناطيسية مثل الأشعة الكونية، والأشعة جاما، وأشعة
اكس والترددات الراديوية إلا من حيث قيمة التردد ويمتد التردد الضوئي من 300GHz إلى 300 مليون GHz . غيغا هيرتز يبدأ من الأشعة تحت الحمراء وتنتهي بالأشعة فوق بنفسجية، أما الضوء الذي تراه العين البشرية، ويقصد هنا ضوء الشمس والمكون من عدة ألوان ( أحمر – برتقالي – أصفر – أخضر – أزرق سماوي – ازرق – بنفسجي ) يقع مجال تردده ما بين حوالي 400GHz إلى ما يقارب 750GHz .
ولضوء خاصية مزدوجة فهو ينتشر في الفضاء كالأمواج الراديوية
ويسلك كما لو كان مكونا من العديد من الجسيمات الدقيقة.


المقاومة الكهروضوئية:-


تعتبر واحدة من أقدم العناصر الكهروضوئية، وهذه المقاومة تتناقص قيمتها
بازدياد شدة الضوء الساقط عليها، وتصنع المقاومة من مواد حساسة لضوء مثل سلفيد الكاديوم أو سليتد الكاديوم، بالرغم من إن مواد أخرى مثل سلفيد الرصاص قد استخدمت. كما يمكن لهذه المواد أن تطعم بمواد أخرى كالنحاس والكلور وذلك لتحسين عمل المقاومة الكهروضوئية، وذلك لضبط
الطريقة الصحيحة التي تتغير بها قيمة المقاومة وفقا لشدة الضوء. إن معظم المقامات الكهروضوئية تستطيع أن تتحمل فولت يتراوح بين 100فولت و200فولت و300 فولت، ولكن استهلاك الوات w القدرة العظمى لهذه العناصر يتراوح بين 30 ملي وات و300 ملي وات.


تطبيقات المقاومة الكهروضوئية:-


تطبق في مجال الالكترونات، فعلى سبيل المثال تستعمل غالبا في أجهزة الإنذار وفاتح الأبواب الآلية حيث يتطلب الأمر الإحساس بوجود الضوء أو غيابه ومع تطور العلوم الالكترونية تم تصنيع عنصر الكهروضوئي من مادة السليكون تشبه من حيث التركيب الانزيستر.


استخداماته:-


يستخدم في أجهزة الإنذار، وفاتح الأبواب الآلية، دوائر إغلاق الستائر عند غياب الشمس أو العكس، ودوائر أخرى يتطلب عملها الإحساس بالضوء. كما انه يستخدم في أجهزة التلفزيون كوحدة استقبال لجهاز التحكم. ويمتاز الترانزيستور بإمكانية عمله مع الضوء الغير مرئي مثل الأشعة تحت حمراء. حيث يمكن استخدامه في أجهزة إنذار ضد اللصوص.


الخاتمة


من خلال العرض لموضوع الظاهرة الكهروضوئية يتبن لنا أنها تحدث عند سقوط إشعاع كهرومغناطيسي على سطح المعدن، وتمكن من اكتشاف أهمية تطوير الخلايا الكهروضوئية قد ساعد في توليد الطاقة الكهربائية من أشعة الشمس، التي تعتبر من الطاقات النظيفة التي لا تسبب في تلوث البيئة
، كما تم الاستفادة من هذه الطاقة في مجال تكنولوجية الدقيقة. ونوصي بقراءة الموضوع بالتفصيل لأنه من المواضيع الممتعة والعلمية التي فيها استفادة بالغة في حياة الإنسان، وشكرا.




المراجع:-



www.arabelect.com

www.islamonline.com

كتــــــــاب علم الفيزيــــــــاء

الضـــــــوء في حياتنــــــــــا