Fotomultiplicator
Un tub fotomultiplicator este un detector de lumină electronic extrem de sensibil în lumină ultravioletă , vizibilă și aproape în infraroșu . Dispozitivul este atât de sensibil încât poate detecta un singur foton .
Operațiune
Constând dintr-un tub de sticlă în interiorul căruia a fost practicat un vid , în care există un anod și mai mulți electrozi care alcătuiesc dinodii , funcționarea fotomultiplicatorului se bazează în principal pe două efecte: efectul fotoelectric și emisia secundară (adică electromultiplicarea ).
Fotonii lovesc printr-o fereastră de intrare o suprafață numită fotocatod , acoperită cu un strat de material care favorizează efectul fotoelectric . Datorită acestui efect, se emit electroni , numiți fotoelectroni, care sunt focalizați de un electrod către stadiul de multiplicare.
Această etapă constă dintr-o serie de electrozi încărcați fiecare cu un potențial mai mare decât cel anterior. Primul electron emis de efectul fotoelectric suferă o accelerație datorită câmpului electric și capătă energie cinetică . Când electronul lovește primul electrod al dinodului, acesta determină emisia secundară a mai multor electroni cu energie inferioară. Structura sistemului este concepută astfel încât fiecare electron emis de un electrod să fie accelerat și să provoace emisia mai multor electroni din electrodul următor. Există astfel un fenomen în cascadă prin care un singur foton care lovește tubul provoacă trecerea multor electroni. Câștigul G, adică numărul total de electroni produși per foton incident într-un fotomultiplicator dinodic este:
unde f este factorul secundar de emisie de electroni al fiecărei dinode. La sfârșitul secvenței de electrod, electronii lovesc un anod, iar un impuls electric rapid indică detectarea fotonului.
Fotomultiplicatorii trebuie protejați magnetic, deoarece un câmp magnetic extern (chiar și cel terestru ) poate devia calea electronilor din interiorul acestuia. De obicei scutul este format dintr-un strat de Mu-metal .
Aplicații
Amplificarea dispozitivului ajunge la 10 8 , ceea ce înseamnă că un impuls măsurabil este produs de fotonii individuali. Câștigul ridicat, zgomotul intrinsec scăzut, disponibilitatea extremă, răspunsul la frecvență înaltă și suprafața sensibilă mare fac ca acest dispozitiv să fie utilizat pe scară largă în fizica particulelor asociată scintilatorilor , în astronomie (unde, de exemplu, datorită vitezei lor de răspuns sunt utilizate de exemplu pentru ocultări) și în medicină în imagistica de diagnostic. Înlocuirea lor cu dispozitive semiconductoare nu este încă viabilă.
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe fotomultiplicator
linkuri externe
- Fotomultiplicator , pe Treccani.it - Enciclopedii online , Institutul Enciclopediei Italiene .
- ( EN ) Fotomultiplicator , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
- ( RO ) IUPAC Gold Book, „tub fotomultiplicator” , pe goldbook.iupac.org .
- ( EN ) Software de multiplicare a electronilor pentru simularea fotomultiplicatorului
- ( EN ) Expresii moleculare Simulare Java a unui tub fotomultiplicator
- Fotomultiplicator , în Treccani.it - Enciclopedii online , Institutul Enciclopediei Italiene.
| Controlul autorității | Tezaur BNCF 19364 |
|---|
