Effet photoélectrique

[binou101]

Bonjour!

Je me demandais s'il était possible de déterminer la puissance émise par une source lumineuse ponctuelle de longueur d'onde inconnue.
Je comptait donc utiliser un appareil servant à étudier l'effet photoélectrique. Logiquement, je croit qu'il serait possible de déterminer la puissance de la source en mesurant le courant qu'elle génère en entrant dans l'appareil à effet photoélectrique... Je ne suis par contre pas certain de la marche à suivre pour réussir cette mesure...
Je pensais faire:
1. Déterminer la droite expérimentale du courant de saturation mesuré en fonction de la puissance émise par des sources lumineuses connues.
2. Mesurer le courant de saturation engendré par ma source de puissance inconnue et reporter la valeur sur la droite trouvée à l'étape 1 pour déterminer la puissance recherchée?

Est-ce une méthode fonctionnelle?

Merci
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[calculair]

bonjour,

Il faudrait connaitre la réponse spectrale du détecteur

si la source à une longueur d'onde inconnue, cela devient assez aléatoire pour faire une mesure, le détecteur peut rien y voir !

[binou101]

Qu'entendez-vous par réponse spectrale?

Et dois-je comprendre que la relation linéaire entre le courant de saturation et la puissance de la source est différente pour toute longueur d'onde? Car je croyais qu'elle demeurait identique si je conservais le même appareil (donc travail d'extraction sur la plaque photovoltaïque constant)

Merci!

[LPFR]

Bonjour.
Le travail d'extraction peut être constant (j'y reviens plus loin). Mais si vous utilisez un métal avec un travail d'extraction grand (comme le molybdène) l'effet photoélectrique ne se produira que pour des courtes longueurs d'onde (bleu, UV) et ne verra pas la plupart du spectre visible.
Même chose pour l'infrarouge.
Le travail de sortie (ou d'extraction) ne varie pas dans le temps. Mais il peut varier pour des différents points de la surface.
J'ai fait des mesures (très élaborées) en tant qu'étudiant, pour remesurer la constante de Planck avec une cellule photoélectrique du commerce. J'ai même tenu compte de la dépendance avec la température dans la distribution électronique. La droite obtenue m'a donnée une valeur de 4,7 (je me souviens encore) à la place de 6,6. Avec l'enseignant, nous avons conclu que la faute était à la photocathode, qui était le seul facteur invérifiable de la manip.
C'est la raison pour laquelle les photomètres, luxmètres etc., ne sont pas faits en utilisant des photocellules, mais des avec des cellules photovoltaïques ou des photorésistances ou photodiodes.

Mais dans tous les cas il faut utiliser un filtre pour compenser la réponde en longueur d'onde et il faut les étalonner.

Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[binou101]

Merci pour les réponses!

Et si j'arrivait à me procurer un luxmètre, le calcul de la puissance lumineuse serait-il trivial? J'ai cherché sur le net ce que représetaient des unités comme les lux ou les lumen mais je n'ai pas réussi à être certain que j'y trouverait l'information dont j'ai besoin...
Parce que, en fait, la mesure de la puissance que je comptait réalisé était pour déterminer le rendement d'un système! J'ai, à la sortie de mon système, une source lumineuse et voilà pourquoi je voulais en mesurer la puissance.
Un luxmètre ferrait-il l'affaire? (Je compte négliger les pertes d'énergie dues à la chaleur et autre)

[LPFR]

Bonjour.
Les lumens et les lux (des lumen/m²) sont des unités "physiologiques" qui tiennent compte de la sensibilité spectrale de l'œil humain "moyen".
Une lumière infrarouge peut être très puissance en watts, mais ne donne que zéro lumen car elle n'est pas visible.

Si la source est monochromatique et dans le visible on peut, à partir des lux, calculer les watts/m² avec la courbe de la C.I.E.

Dans tous les autres cas il faut des appareils bien plus élaborés. Par exemple, des capteurs avec des filtres qui égalisent leur réponse spectrale.
Au revoir.

[binou101]

D'accord. Ma source émet par contre beaucoup dans l'ultraviolet alors le luxmètre est à oublier...
J'ai donc une autre question qui peut sembler un peu ridicule... : lorsqu'on veut générer de l'énergie électrique à partir d'émission de lumière, est-ce seulement la partie visible du spectre qui peut être convertie? Quelles-sont les longueurs d'ondes qui peuvent être utilisées?

Merci encore

[LPFR]

Re.
On peut générer de la photo-électricité avec toutes les longueurs d'onde. Mais chaque longueur d'onde nécessite un capteur spécifique. Avec le semi-conducteur approprié. Pour ceux qui sont dans le coup, il faut que le gap soit un peu inférieur à l'énergie des photons mais pas trop.
Il est même très impossible de fabriquer des cellules photovoltaïques capable de profiter du tout le spectre solaire.
A+