Дающие энергию

Падая на поверхность металла, фотоны сталкиваются с электронами и сообщают им дополнительную энергию, которая и дает возможность электронам вырваться за пределы кристаллической решетки. Естественно, чем слабее заполнена внешняя орбита атома, чем меньше на ней электронов, тем легче их «оторвать». В этом смысле наиболее легко «поддающимися» металлами являются те, у которых на внешней орбите всего один электрон. Это — литий, натрий, калий, рубидий, цезий. Технически наиболее удобным оказался цезий. Он в основном и применяется в фотоэлементах, передающих телевизионных трубках, а также в термоэмиссионных преобразователях, о которых мы уже говорили.

С фотоэлементом, прообраз которого создал еще Столетов, мы сталкиваемся сейчас на каждом шагу. Например, в метро. Вы опускаете в автомат 5 копеек и беспрепятственно проходите на эскалатор.

Но попробуйте проскочить бесплатно! Тут же перед вами из пазов выскочат два рычага и преградят дорогу. Командует ими фотоэлемент, расположенный на одной стороне прохода. С другой стороны на него падает луч света от лампочки. Если вы, не заплатив, пересекаете световой луч, мгновенно включается механизм рычагов.

Фотоэлементы зажигают маяки и уличные фонари с наступлением темноты, сторожат банки и магазины, сортируют разнообразные товары, предохраняют рабочего от попадания в станок. Без них невозможны были бы ни телевизор, ни звуковое кино, ни фототелеграф. Но мы сейчас только начинаем использовать еще одно, быть может, самое важное их свойство — способность преобразовывать солнечную энергию в электрическую.

Каждую секунду в мире сжигаются тысячи тонн каменного угля, нефти, природного газа, торфа. Сжигаются в топках электростанций, чтобы получить электрическую энергию. А между тем эти полезные ископаемые — ценнейшее химическое сырье. Еще Д. И. Менделеев говорил, что сжигать нефть в топках — все равно что топить печь ассигнациями (так назывались в то время бумажные деньги). Да и запасы горючих топлив ограничены. И тем не менее пока что 90 процентов вырабатываемой в мире электроэнергии дают тепловые электростанции, питаемые углем, нефтью, природным газом или торфом. А в то же время у нас есть огромный источник энергии — солнце.

Земля получает от солнца в год 10 000 000 000 000 000 000 000 больших калорий! Это в сто раз больше, чем запасы энергии, заключенные во всех известных в мире месторождениях органических топлив, и в 30 000 раз больше, чем добывает сегодня энергии все человечество. Даже если исключить все моря и океаны, то на поверхность одних материков падает столько солнечной энергии, сколько могли бы выработать 200 000 самых больших ГЭС, какие только существуют в мире. А если взять только то количество калорий, какое сегодня потребляет человечество, то нас смогла бы удовлетворить солнечная энергия, падающая на площадь всего в несколько десятков тысяч квадратных километров (это значительно меньше, чем площадь всех жарких пустынь). Но главное — солнечная энергия практически вечна. Вот почему знаменитый французский физик Фредерик Жолио-Кюри говорил, что решение проблемы использования солнечной энергии, пожалуй, важнее, чем покорение энергии атомного ядра.

Преобразователи солнечной энергии уже созданы и успешно работают. Причем не только на Земле, но и... на Луне. Именно они давали энергию моторам первого в мире советского лунохода. Питают они и аппаратуру космических кораблей и искусственных спутников Земли. Взлетая в космос, корабль развертывает огромные крылья-полотнища. В них сотни тысяч ячеек, а в каждой ячейке — крохотный фотоэлемент. Солнечные лучи падают на него, рождая ток. Каждый фотоэлемент дает очень слабый ток, но, слагаясь вместе, они образуют энергию, способную питать электромоторы. Так из крохотных ручейков образуется полноводная река.