Un elemento essenziale all'interno dello spettrofotometro è la cellula fotoelettrica (fotocellula), realizzata dai fisici Elster e Geitel nel 1910. Nella versione più semplice essa è costituita da un tubo a vuoto, detto fototubo, al cui interno si trovano anodo e catodo. Quest'ultimo, carico negativamente, quando è colpito dalla luce emette un fascio di elettroni che sono attirati dall'anodo. Si crea così una corrente all'interno della cellula.
Spesso i due elettrodi sono collegati ad una batteria e la corrente permette per esempio di accendere una lampadina o mettere in moto dispositivi elettrici. Oggi l'uso dei fototubi è molto ridotto, si preferiscono fotocellule a semiconduttore, che sfruttano materiali come il silicio, con proprietà intermedie tra metalli e isolanti.
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