Page 36 - 8_fizika.indd

A fizikusok már a XX. század elején felfigyeltek arra a jelen-ségre, hogy bizonyos anyagokból fény hatására elekt-ronok lépnek ki . (Ilyen anyag például a szelén .) A kilépő elektronokat megfelelően „irányítva” elektromos áram hoz-ható létre , azaz a megvilágított anyag fényelemként vagy más szóval: napelemként viselkedik (92. ábra).

Az 1950-es években az is kiderült, hogy javítható a napelem hatásfoka, ha egy másik anyag: a bór atomjaival „szennye-zik” a szelént. Igaz, ez a „szennyezés” bonyolult és fejlett technikát igénylő eljárás. A bór ugyanis csak a szelén néhány tizedmikrométer vastagságú rétegébe kerülhet be (1 mikro-méter = 1 milliomod méter). A megvilágítás hatására a két réteg között – az elektronok elmozdulása miatt – feszültség keletkezik. Ez a feszültség egy 2 cm 2 felületű napelem ese-tén kb. 0,5 V, ezért több fényelem összekapcsolásával ala-kítják ki a kívánt feszültséget adó áramforrást. A napelemek nélkülözhetetlenek a Föld körül keringő mesterséges holdak energiaellátásában, de például a zsebszámológépek vagy az automata időjárásfigyelő műszerek működtetésére is hasz-nálatosak.

Kísérletek folynak napelemmel működtetett közúti járművek kifejlesztésére; sőt, egy napelemes repülőgép már 1980-ban átrepülte a La Manche-csatornát (93. ábra).

1. Szedjünk szét egy kimerült zsebtelepet (94. ábra), és „bontsuk fel” a cinkhengereket! A hengerben fehér színű, kocsonyás anyagot találunk: ez tartalmazza a szalmiáksót. A szénrudat körülvevő fekete „por”: korommal elkevert mangán-dioxid. Tisztítsuk le a cinklemezt! Figyeljükmeg, hogy a lemez több helyen elvékonyodott, sőt, ki is lyukadt. Ez bizonyítja a cink oldódását. A letisztított cinklemezeket és szénrudakat, valamint a telep rézből készült kivezetéseit tegyük el, mert későbbi kísérleteink során felhasználjuk őket!

2. Citromelem és pénzelem

Citromelemünk elektródáit a zsebtelep elbontásából nyert cink és a sárgaréz adja; az elektrolit oldat pedig a gyü-mölcsben található citromsav (mely a gyümölcs savanykás ízét okozza). A 95. ábra szerint elkészített elemünk elég kis feszültséget ad, ezért a tanulókísérleti műszer oldalán levő kivezetésekhez csatlakoztassuk a vezetékeket! (Még szebb