Fyzikální okénko č. 5 – Polovodiče: když světlo řídí proud

Vítejte u dalšího dílu Fyzikálního okénka! Tentokrát se fyzikální laboratoř proměnila v malou „elektronickou dílnu“ a hlavní roli dostaly polovodiče – nenápadné součástky, bez kterých by dnešní svět vypadal úplně jinak. Do práce se pustili žáci a žákyně obou devátých tříd.  Úkolem bylo sestavit elektrické zapojení podle nákresu, tentokrát ale takové, které obsahovalo právě polovodičovou součástku.  V první části laborky se v obvodu objevil fotorezistor. Ten mění svůj odpor podle toho, kolik na něj dopadá světla. Žáci postupně zkoušeli různé úrovně osvětlení a sledovali, co se děje s proudem v obvodu. Výsledek byl jasný: čím více světla, tím menší odpor a tím větší proud. Najednou dávalo smysl, proč podobné součástky pomáhají třeba u automatického rozsvěcení lamp nebo u světelných senzorů.

Druhá úloha přinesla klasiku elektroniky: nesvítivou diodu. Ta se chová jako „elektrická jednosměrka“ – v propustném směru proud prochází, v závěrném směru ho dioda nepustí. Deváťáci si vyzkoušeli obě zapojení a krásně viděli, že pouhé otočení součástky dokáže rozhodnout, jestli obvod funguje, nebo ne. Přesně takhle pracují ochranné obvody v elektronice – někdy stačí malá dioda a zařízení je chráněné před špatným připojením napájení.

Ve třetí části přišla na řadu fotodioda, tedy dioda citlivá na světlo. Tady už to nebylo jen „světlo a odpor“, ale hlavně světlo a proud. Žáci ověřovali, jak se mění proud v obvodu při různém osvětlení fotodiody. A právě tady se laboratorní práce propojila s praxí: fotodiody jsou základem mnoha senzorů – od měření osvětlení přes bezpečnostní závory až po přijímače signálu v různých optických systémech, najdeme je také ve fotovoltaice.