История создания фотоэлемента берет свое начало с открытия фотоэффекта, которое было сделано немецким физиком Генрихом Герцем в 1887 году. Он обнаружил, что при воздействии ультрафиолетового света на электроды между ними происходит более интенсивный разряд. Однако это открытие не сразу привлекло к себе внимание, и о нем забыли на несколько десятилетий. Важный этап в развитии фотоэлементов наступил в 1905 году, когда Альберт Эйнштейн опубликовал свою теорию фотоэффекта. Первый практический фотоэлемент был создан в 1923 году советским ученым Олегом Лосевым. Он использовал карбид кремния в качестве полупроводника и получил электрический ток при воздействии на него света. Однако его устройство оказалось недостаточно эффективным и не нашло широкого применения. Следующим значительным шагом в развитии фотоэлементов стало открытие полупроводниковых материалов в 1939 году. Японский ученый Хидео Хосоно обнаружил, что селен обладает фотопроводимостью. Это открытие легло в основу создания первых фотоэлементов на основе селена.

Селеновые фотоэлементы (рис.1) в начале 1940-х годов производились экспериментальными лабораториями при научно-исследовательских институтах в Москве и Ленинграде.

Рисунок 1.1. Селеновый фотоэлемент ЛФИ: диаметр светочувстывительного диска 50 мм, диаметр текстолитового корпуса 75 мм. 1940-ые.	Рисунок 1.2. Схема селенового фотоэлемента. Рисунок из книги «Физический эксперимент в школе.» VI т. 1941 г.

Надо отметить, что в методическое пособие по физическому эксперименту, изданное в 1941 году, авторы предусмотрительно внесли не только сведения о новом техническом устройстве, но описали демонстрационные опыты на установке, изображенной на рисунке 1.

Рисунок 1. Рисунок из книги «Физический эксперимент в школе.» VI т. 1941г.

Фотоэлемент служит для демонстрации действия полупроводникового фотоэлемента; применяют его также для демонстрации законов освещенности, свойств инфракрасных лучей и других опытов. Начиная с 1960-ых его применяли в работе физического практикума «Изучение зависимости фототока от освещенности и построение графика». Внешний вид и устройство селенового фотоэлемента, изготовленного в начале 1970-ых, не изменилось (сравните рисунок 1 и рисунок 2).

Рисунок 2. Контактное кольцо (5), в центре которого светочувствительный диск диаметром 35 мм.	Рисунок 3. Карболитовый корпус (7) со штекерными клеммами (6). Диаметр корпуса 55 мм.	Рисунок 4. Устройство светочувствительного диска: железная пластина (1), покрытая тонким слоем селена (2), на который напылен слой золота (3)

Основные характеристики фотоэлемента: интегральная чувствительность примерно 500 мкА/лм; фотоэ.д.с. 60-150 мВ; внутреннее сопротивление (при освещенности 25 лк) 400-800 Ом. Внутреннее сопротивление фотоэлемента согласуется с внутренним сопротивлением гальванометра от демонстрационного амперметра, что нужно учитывать при подготовке демонстраций

Органайзер исследователя
1. На рисунке 5 показано спектральное распределение чувствительности селенового фотоэлемента.


По оси абсцисс отложены длины волн, по оси ординат – фототок в относительных единицах. Объясните, какую информацию может получить учитель или ученик по графику.
2. Внимательно посмотрите опыт с полупроводниковым фотоэлементом здесь: https://yandex.ru/video/preview/17189400559295366710.

- Выскажите обоснованное критическое суждение о демонстрационной установке.
- Предложите 2-3 демонстрации, которые можно осуществить на данной установке.
- Сформулируйте для учащихся несколько вопросов, направленных на раскрытие физической сущности показанного опыта.