Décrire les caractéristiques de la dilatation thermique de l'eau. Dilatation thermique des liquides

Expériences simples et les observations nous convainquent qu'avec l'augmentation de la température, la taille des corps augmente légèrement et qu'une fois refroidis, ils diminuent jusqu'à leur taille précédente. Ainsi, par exemple, un boulon très chaud ne rentre pas dans le filetage dans lequel il s'insère librement à froid. Lorsque le boulon refroidit, il réintègre les filetages. Les fils télégraphiques s'affaissent sensiblement plus par temps chaud d'été que pendant gelées hivernales. Lorsqu'il est chauffé choc électrique le fil s'allonge et s'affaisse ; Lorsque le courant est coupé, il revient à sa position précédente. L'augmentation de l'affaissement, et donc de la longueur des fils tendus lorsqu'ils sont chauffés, peut être facilement reproduite expérimentalement. En chauffant le fil tendu avec un courant électrique, on voit qu'il s'affaisse sensiblement, et lorsque le chauffage s'arrête, il se resserre.

Lorsqu'il est chauffé, non seulement la longueur du corps augmente, mais également d'autres dimensions linéaires. La modification des dimensions linéaires d’un corps lorsqu’il est chauffé est appelée expansion linéaire. Si un corps homogène (par exemple, un tube de verre) est chauffé de manière égale dans toutes ses parties, il se dilate et conserve sa forme. L’inverse se produit en cas de chauffage inégal. Considérons cette expérience. Le tube de verre est positionné horizontalement et une extrémité est fixe. Si le tube est chauffé par le bas, alors sa partie supérieure reste plus froide en raison de la mauvaise conductivité thermique du verre.

A) Une plaque rivetée à partir de bandes de cuivre et de fer, à froid. b) La même plaque à l'état chauffé (pour plus de clarté, le coude est représenté exagérément). Le compensateur sur la conduite de vapeur permet aux tuyaux A et B de se dilater. Il y a eu des cas où des parties de ponts en fer, rivetées pendant la journée, se sont refroidies la nuit et se sont effondrées, arrachant de nombreux rivets. Pour éviter de tels phénomènes, des mesures sont prises pour garantir que certaines parties des structures se dilatent ou se contractent librement lorsque la température change. Par exemple, les conduites de vapeur du fer sont équipées de coudes élastiques en forme de boucles.

Une augmentation des dimensions linéaires s'accompagne d'une augmentation du volume des corps ( expansion du volume tél). Il est impossible de parler de dilatation linéaire des liquides, puisque le liquide n'a pas une certaine forme. L'expansion volumétrique des liquides n'est pas difficile à observer. Remplissez le flacon d'eau colorée ou autre liquide et bouchez-le avec un bouchon muni d'un tube en verre pour que le liquide pénètre dans le tube. Si vous apportez un bateau avec eau chaude, puis d'abord le liquide dans le tube va baisser puis commencer à monter. Une diminution du niveau de liquide au premier instant indique que le récipient se dilate en premier et que le liquide n'a pas encore eu le temps de se réchauffer. Ensuite, le liquide se réchauffe. a) De l'eau colorée est entrée dans le bouchon du flacon. b) Un récipient contenant de l'eau chaude est amené au ballon par le bas. Au premier instant d'immersion du ballon, le liquide contenu dans le tube descend. c) Le niveau dans le tube devient après un certain temps plus élevé qu'avant le chauffage du ballon.

Exemples d'expansion de l'eau dans la nature La substance la plus répandue à la surface de la Terre, l'eau, possède une caractéristique qui la distingue de la plupart des autres liquides. Il se dilate lorsqu'il est chauffé uniquement au-dessus de 4 °C. De 0 à 4 °C, le volume d’eau diminue au contraire lorsqu’on le chauffe. Ainsi, l’eau a sa plus grande densité à 4 °C. Ces données se réfèrent à de l'eau douce (chimiquement pure). U eau de mer la densité la plus élevée est observée à environ 3 °C. L'augmentation de la pression abaisse également la température densité la plus élevée eau. Les caractéristiques de l'expansion de l'eau sont d'une importance capitale pour le climat de la Terre. La plupart de(79%) de la surface de la Terre est recouverte d'eau. Les rayons du soleil tombant à la surface de l'eau s'y réfléchissent partiellement, pénètrent partiellement dans l'eau et la réchauffent. Si la température de l'eau est basse, les couches chauffées (par exemple à 2 °C) sont plus denses que les couches froides (par exemple à 1 °C) et coulent donc. Leur place est prise par des couches froides, qui à leur tour se réchauffent. Ainsi, il y a un changement continu de couches d'eau, ce qui contribue à un chauffage uniforme de toute la colonne d'eau jusqu'à ce que la température correspondant à la densité maximale soit atteinte. Avec un chauffage supplémentaire, les couches supérieures deviennent de moins en moins denses et restent donc au sommet. En conséquence, de grandes couches d’eau se réchauffent relativement facilement rayons de soleil seulement jusqu'à la température de la densité d'eau la plus élevée ; La poursuite du chauffage des couches inférieures se déroule extrêmement lentement. Au contraire, le refroidissement de l'eau à la température de densité la plus élevée se produit relativement rapidement. alors le processus de refroidissement ralentit. Tout cela conduit au fait que les masses d’eau profondes à la surface de la Terre ont, à partir d’une certaine profondeur, une température proche de la température de la plus haute densité d’eau (4°C). Les couches supérieures des mers des pays chauds peuvent avoir une température beaucoup plus élevée (30°C ou plus).

Dilatation thermique - modification des dimensions linéaires et de la forme d'un corps lorsque sa température change. Pour caractériser la dilatation thermique des solides, le coefficient de dilatation thermique linéaire est introduit.

Mécanisme de dilatation thermique solides peut être représenté comme suit. Si on ramène à un corps solide l'énérgie thermique, puis en raison de la vibration des atomes dans le réseau, le processus d'absorption de chaleur se produit. Dans ce cas, les vibrations des atomes deviennent plus intenses, c'est-à-dire leur amplitude et leur fréquence augmentent. À mesure que la distance entre les atomes augmente, l’énergie potentielle, caractérisée par le potentiel interatomique, augmente également.

Cette dernière s'exprime par la somme des potentiels des forces répulsives et attractives. Les forces répulsives entre les atomes changent plus rapidement que les forces attractives avec les changements de distance interatomique ; En conséquence, la forme de la courbe du minimum d’énergie s’avère asymétrique et la distance interatomique d’équilibre augmente. Ce phénomène correspond à la dilatation thermique.

Dépendance énergie potentielle l'interaction des molécules en fonction de la distance qui les sépare permet de connaître la cause de la dilatation thermique. Comme le montre la figure 9.2, la courbe d’énergie potentielle est très asymétrique. Elle augmente très rapidement (fortement) à partir de la valeur minimale E p0(au point r 0) en diminuant r et croît relativement lentement avec l'augmentation r.

Graphique 2.5

Au zéro absolu, en état d’équilibre, les molécules seraient à distance les unes des autres r 0 correspondant valeur minimuménergie potentielle E p0 .À mesure que les molécules se réchauffent, elles commencent à vibrer autour de leur position d’équilibre. La plage d'oscillations est déterminée par la valeur énergétique moyenne E. Si la courbe de potentiel était symétrique, alors la position moyenne de la molécule correspondrait toujours à la distance r 0 . Cela signifierait une invariance générale des distances moyennes entre les molécules lorsqu'elles sont chauffées et, par conséquent, l'absence de dilatation thermique. En fait, la courbe est asymétrique. Par conséquent, quand énergie moyenne, égal , la position moyenne d'une molécule vibrante correspond à la distance r1> r 0.

Une modification de la distance moyenne entre deux molécules voisines signifie une modification de la distance entre toutes les molécules du corps. La taille du corps augmente donc. Un échauffement supplémentaire du corps entraîne une augmentation de l'énergie moyenne de la molécule jusqu'à une certaine valeur , etc. Dans le même temps, la distance moyenne entre les molécules augmente également, puisque désormais les vibrations se produisent avec une plus grande amplitude autour de la nouvelle position d'équilibre : r2 > r 1, r 3 > r 2 etc.

Par rapport aux solides dont la forme ne change pas avec un changement de température (avec chauffage ou refroidissement uniforme), on distingue une modification des dimensions linéaires (longueur, diamètre, etc.) - une expansion linéaire et une modification de volume - expansion volumétrique. Les liquides peuvent changer de forme lorsqu'ils sont chauffés (par exemple, dans un thermomètre, le mercure pénètre dans un capillaire). Par conséquent, dans le cas des liquides, il est logique de parler uniquement d’expansion volumétrique.

Loi fondamentale de la dilatation thermique des corps solides indique qu'un corps de dimension linéaire L 0 lorsque sa température augmente de ΔT se dilate d'un montant Δ L, égal à:

Δ L = αL 0 ΔT, (2.28)

Où α - soi-disant coefficient de dilatation thermique linéaire.

Des formules similaires sont disponibles pour calculer les changements de surface et de volume d'un corps. Dans le cas le plus simple présenté, lorsque le coefficient de dilatation thermique ne dépend ni de la température ni de la direction de dilatation, la substance se dilatera uniformément dans toutes les directions en stricte conformité avec la formule ci-dessus.

Coefficient expansion linéaire dépend de la nature de la substance, ainsi que de la température. Cependant, si l'on considère les changements de température dans des limites pas trop larges, la dépendance de α à la température peut être négligée et le coefficient de température de dilatation linéaire peut être considéré comme une valeur constante pour une substance donnée. Dans ce cas, les dimensions linéaires du corps, comme il ressort de la formule (2.28), dépendent du changement de température comme suit :

L = L0 ( 1 +αΔT) (2.29)

Parmi les solides, c'est la cire qui se dilate le plus, dépassant à cet égard de nombreux liquides. Selon le type, le coefficient de dilatation thermique de la cire est 25 à 120 fois supérieur à celui du fer. Parmi les liquides, c'est l'éther qui se dilate le plus. Cependant, il existe un liquide qui se dilate 9 fois plus puissamment que l'éther : le dioxyde de carbone liquide (CO3) à +20 degrés Celsius. Son coefficient de dilatation est 4 fois supérieur à celui des gaz.

Le verre de quartz a le coefficient de dilatation thermique le plus bas parmi les solides - 40 fois inférieur à celui du fer. Un flacon de quartz chauffé à 1000 degrés peut être descendu en toute sécurité dans l'eau glacée sans crainte pour l'intégrité du récipient : le flacon n'éclate pas. Le diamant possède également un faible coefficient de dilatation, bien que supérieur à celui du verre de quartz.

Parmi les métaux, le type d'acier qui se dilate le moins s'appelle Invar ; son coefficient de dilatation thermique est 80 fois inférieur à celui de l'acier ordinaire.

Le tableau 2.1 ci-dessous présente les coefficients de dilatation volumétrique de certaines substances.

Tableau 2.1 - La valeur du coefficient de dilatation isobare de certains gaz, liquides et solides à pression atmosphérique

Questions de contrôle

1. Caractériser la répartition des vibrations normales par fréquence.

2. Qu'est-ce qu'un phonon ?

3. Expliquez signification physique Au revoir les températures. Qu'est-ce qui détermine la température de Debye pour une substance donnée ?

4. Pourquoi quand basses températures la capacité thermique du réseau d'un cristal ne reste pas constante ?

5. Qu'appelle-t-on la capacité thermique d'un solide ? Comment est-il déterminé ?

6. Expliquer la dépendance de la capacité thermique du réseau cristallin Cresh sur la température T.

7. Obtenez la loi de Dulong-Petit pour la capacité thermique molaire d'un réseau.

8. Obtenez la loi de Debye pour la capacité thermique molaire d’un réseau cristallin.

9. Quelle contribution la capacité thermique électronique apporte-t-elle à la capacité thermique molaire du métal ?

10. Quelle est la conductivité thermique d'un solide ? Comment se caractérise-t-il ? Comment se produit la conductivité thermique dans le cas du métal et du diélectrique.

11. Comment la conductivité thermique d'un réseau cristallin dépend-elle de la température ? Expliquer.

12. Définir la conductivité thermique gaz électronique. Comparer χ el Et χ résoudre dans les métaux et les diélectriques.

13. Donner une explication physique du mécanisme de dilatation thermique des solides ? Le CTE peut-il être négatif ? Si oui, expliquez-en la raison.

14. Expliquer la dépendance à la température du coefficient de dilatation thermique.

Billet n°3

« Expansion thermique des corps. Thermomètre. Échelles de température. L'importance de la dilatation thermique des corps dans la nature et la technologie. Caractéristiques de la dilatation thermique de l'eau"

Dilatation thermique- modification des dimensions linéaires et de la forme d'un corps lorsque sa température change.

Cause: la température du corps augmente -> la vitesse de déplacement des molécules augmente -> l'amplitude des vibrations augmente -> la distance entre les molécules augmente, et donc la taille du corps.

Différents corps se dilatent différemment lorsqu'ils sont chauffés, car les masses des molécules sont différentes. énergie cinétique et les distances intermoléculaires changent différemment.

Expansion thermique quantitative des liquides et des gaz à pression constante caractérisé volumétrique coefficient de dilatation thermique (β).

V=V0(1+β(tfinal-tinitial))

Où V est le volume du corps à la température finale, V0 est le volume du corps à la température initiale

Pour caractériser la dilatation thermique des solides, le coefficient est en outre introduit linéaire dilatation thermique (α)

l=l0 (1+α(tfinal-tinitial))

Où l est la longueur du corps à la température finale, l0 est la longueur du corps à la température initiale

Thermomètre- appareil de mesure de la température

L'action du thermomètre repose sur la dilatation thermique du liquide.

Inventé par Galilée en 1597.

Types de thermomètres :

· mercure (de -35 à 750 degrés Celsius)

alcool (de -80 à 70 degrés Celsius)

· pentane (de -200 à 35 degrés Celsius)

Balance:

Fahrenheit. Fahrenheit en 1732 - des pipes remplies d'alcool, puis passées au mercure. Zéro de l'échelle - la température du mélange de neige avec de l'ammoniac ou sel de table. Le point de congélation de l’eau est de 32°F. Température personne en bonne santé– 96°F. L'eau bout à 212°F.

Celsius. Physicien suédois Celsius en 1742. Le point de congélation d'un liquide est de 0°C et le point d'ébullition est de 100°C.

Échelle Kelvin. En 1848, le physicien anglais William Thomson (Lord Kelvin). Point de départ - " zéro absolu" - -273,15°С. A cette température, le mouvement thermique des molécules s'arrête. 1°K=1°C

En fait, le zéro absolu n'est pas accessible.

Dans la vie quotidienne et la technologie la dilatation thermique est très importante. Sur électrique les chemins de fer Il est nécessaire de maintenir une tension constante dans le fil qui alimente les locomotives électriques en hiver comme en été. Pour ce faire, la tension dans le fil est créée par un câble dont une extrémité est reliée au fil, et l'autre est projetée sur un bloc et une charge y est suspendue.

Lors de la construction d’un pont, une extrémité de la ferme est placée sur des rouleaux. Si cela n'est pas fait, lorsqu'elle se dilate en été et se contracte en hiver, la ferme desserrera les culées sur lesquelles repose le pont.

Lors de la fabrication de lampes à incandescence, une partie du fil passant à l'intérieur du verre doit être constituée d'un matériau dont le coefficient de dilatation est le même que celui du verre, sinon il risque de se fissurer.

Les fils des lignes électriques ne sont jamais tendus pour éviter de se casser.

Les conduites de vapeur sont équipées de coudes et de compensateurs.

La dilatation thermique de l'air joue un rôle important rôle dans les phénomènes naturels. La dilatation thermique de l'air crée un mouvement masses d'air dans le sens vertical (chauffé, moins air dense monte, froid et bas moins dense). Chauffage inégal de l'air dans Différents composants le sol donne naissance au vent. Un réchauffement inégal de l’eau crée des courants dans les océans.

Lors du chauffage et du refroidissement rochers En raison des fluctuations de température quotidiennes et annuelles (si la composition de la roche est hétérogène), des fissures se forment, ce qui contribue à la destruction des roches.

La substance la plus abondante à la surface de la Terre est eau- possède une caractéristique qui le distingue de la plupart des autres liquides. Il se dilate lorsqu'il est chauffé uniquement au-dessus de 4 °C. De 0 à 4 °C, le volume d’eau diminue au contraire lorsqu’on le chauffe. Ainsi, l’eau a sa plus grande densité à 4 °C. Ces données se réfèrent à de l'eau douce (chimiquement pure). L'eau de mer a sa densité la plus élevée à environ 3 °C. Une augmentation de la pression abaisse également la température de la plus haute densité de l’eau.

La modification des dimensions linéaires d'un corps lorsqu'il est chauffé est proportionnelle à la variation de température.

La grande majorité des substances se dilatent lorsqu'elles sont chauffées. Cela s'explique facilement du point de vue de la théorie mécanique de la chaleur, puisque lorsqu'elles sont chauffées, les molécules ou les atomes d'une substance commencent à se déplacer plus rapidement. Dans les solides, les atomes commencent à vibrer avec une plus grande amplitude autour de leur position moyenne dans le réseau cristallin et ont besoin de plus d’espace libre. En conséquence, le corps se dilate. De même, les liquides et les gaz, pour la plupart, se dilatent avec l'augmentation de la température en raison d'une augmentation de la vitesse de mouvement thermique des molécules libres ( cm. Loi de Boyle-Marriott, loi de Charles, équation d'état d'un gaz parfait).

La loi fondamentale de la dilatation thermique stipule qu'un corps de taille linéaire L dans la dimension correspondante lorsque sa température augmente de Δ T se dilate d'un montant Δ L, égal à:

Δ L = αLΔ T

Où α — soi-disant coefficient de dilatation thermique linéaire. Des formules similaires sont disponibles pour calculer les changements de surface et de volume d’un corps. Dans le cas le plus simple présenté, lorsque le coefficient de dilatation thermique ne dépend ni de la température ni de la direction de dilatation, la substance se dilatera uniformément dans toutes les directions en stricte conformité avec la formule ci-dessus.

Pour les ingénieurs, la dilatation thermique est vitale. phénomène important. Lors de la conception d'un pont en acier traversant une rivière dans une ville au climat continental, il est impossible de ne pas prendre en compte les possibles changements de température allant de -40°C à +40°C tout au long de l'année. De tels changements entraîneront des changements longueur totale pont jusqu'à plusieurs mètres, et pour que le pont ne se soulève pas en été et ne subisse pas de fortes charges de traction en hiver, les concepteurs composent le pont à partir de sections séparées, en les reliant avec des joints tampons thermiques, qui sont des rangées de dents qui s'engagent, mais ne sont pas reliées de manière rigide, qui se ferment étroitement à la chaleur et divergent assez largement par temps froid. Sur long pont il peut y avoir un certain nombre de tampons de ce type.

Cependant, tous les matériaux, notamment les solides cristallins, ne se dilatent pas uniformément dans toutes les directions. Et tous les matériaux ne se dilatent pas de la même manière lorsque différentes températures. La plupart exemple brillant dernier genre- eau. Lorsque l’eau refroidit, elle se contracte d’abord, comme la plupart des substances. Cependant, de +4°C jusqu'au point de congélation de 0°C, l'eau commence à se dilater lorsqu'elle est refroidie et à se contracter lorsqu'elle est chauffée (du point de vue de la formule ci-dessus, on peut dire que dans la plage de température de 0°C à +4°C le coefficient de dilatation thermique de l'eau α accepte Sens négatif). C'est grâce à cet effet rare les mers de la terre et les océans ne gèlent pas jusqu'au fond, même dans les conditions les plus extrêmes. très froid: l'eau plus froide que +4°C devient moins dense que l'eau plus chaude et flotte à la surface, déplaçant l'eau dont la température est supérieure à +4°C vers le fond.

Qu'est-ce que la glace a densité spécifique inférieure à la densité de l'eau est une autre propriété anormale (bien que non liée à la précédente) de l'eau, à laquelle nous devons l'existence de la vie sur notre planète. Sans cet effet, la glace coulerait au fond des rivières, des lacs et des océans, et ceux-ci, à nouveau, gèleraient jusqu'au fond, tuant tous les êtres vivants.

Pour la plupart des substances, le volume augmente lors de la fusion et diminue lors de la solidification, et la densité de la substance change également.

La densité d'une substance diminue lors de la fusion et augmente lors de la solidification. Mais il existe des substances comme par exemple le silicium, le germanium, le bismuth, dont la densité augmente lors de la fusion et diminue lors de la solidification. Ces substances comprennent également la glace (eau).

L'expérience montre que l'eau a sa plus grande densité à 4°C. Ceci s'explique par les caractéristiques structurelles réseau cristallin glace. Si dans état liquide moléculesH2O sont situés proches les uns des autres, puis pendant la cristallisation, la distance entre les molécules proches augmente et des « vides » se forment dans le cristal entre les molécules. Par conséquent, la densité de l’eau est supérieure à celle de la glace et atteint valeur la plus élevéeà 4°C Lorsque la température augmente ou diminue à partir de 4°C, la densité de l'eau diminue et le volume augmente.

Étant donné que près de 80 % de la surface de la Terre est recouverte d'eau, les caractéristiques de sa dilatation thermique ont un impact énorme sur le climat terrestre. Lorsque l’eau est chauffée dans des réservoirs ouverts à une température de 1 à 2°C, il se produit un changement continu de couches d’eau ayant des températures différentes. Cela se produit jusqu'à ce que* la température correspondant à la densité maximale soit atteinte. Avec un chauffage supplémentaire, les couches supérieures deviennent moins denses et restent donc au sommet. Cela explique le fait que dans les réservoirs profonds, la température de l'eau, à partir d'une certaine profondeur, est proche de la température de la plus haute densité d'eau.

Cette caractéristique de la dilatation thermique de l'eau explique le fait que les réservoirs ne gèlent pas jusqu'au fond en hiver. Lorsqu'elle est refroidie jusqu'à ce que la température de la couche superficielle atteigne 4°C, la densité est plus eau chaude densité inférieure à celle de l’eau plus froide, donc l’eau plus chaude monte et l’eau plus froide coule.

Dans la plage de température de 0 à 4°C, les valeurs de densité changent : maintenant l'eau, qui a une température plus élevée, descend, et l'eau plus froide monte et, en se refroidissant, gèle.

L'expansion de l'eau lors de la congélation entraîne la destruction des roches et des vaisseaux dans lesquels elle se trouve.

2. Effet photo.

En 1900, le physicien allemand Max Planck a proposé une hypothèse : la lumière est émise et absorbée en portions séparées – quanta (ou photons). L’énergie de chaque photon est déterminée par la formule E = hv, où h est la constante de Planck, égale à6,63 10 J s, v - fréquence de la lumière. L'hypothèse de Planck expliquait de nombreux phénomènes : notamment le phénomène de l'effet photoélectrique, découvert en 1887 par le scientifique allemand Heinrich Hertz et étudié expérimentalement par le scientifique russe Alexander Grigorievich Stoletov.

L'effet photoélectrique est le phénomène d'émission d'électrons par une substance sous l'influence de la lumière. Si vous facturez plaque de zinc, connecté à l'électromètre, négativement et l'éclairer arc électrique(Fig. 35), l'électromètre se déchargera rapidement.

À la suite de la recherche, les modèles empiriques suivants ont été établis :

- le nombre d'électrons émis par la lumière de la surface d'un métal en 1 s est directement proportionnel à l'énergie de l'onde lumineuse absorbée pendant ce temps ;

- l'énergie cinétique maximale des photoélectrons augmente linéairement avec la fréquence de la lumière et ne dépend pas de son intensité.

De plus, deux propriétés fondamentales ont été établies.

Tout d’abord, l’effet photoélectrique sans inertie : le processus commence immédiatement au moment de l’éclairage.

Deuxièmement, la présence d'une fréquence minimale caractéristique de chaque métalvmin - effet photo de bordure rouge . Cette fréquence est telle que lorsquev< vmin L'effet photoélectrique ne se produit à aucune énergie lumineuse, mais siv > vmin, alors l'effet photoélectrique commence même à basse énergie.

La théorie de l'effet photoélectrique a été créée par le scientifique allemand A. Einstein en 1905.

La théorie d'Einstein est basée sur le concept du travail de sortie des électrons d'un métal et sur le concept de rayonnement quantique de la lumière. Selon la théorie d'Einstein, l'effet photoélectrique a l'explication suivante : en absorbant un quantum de lumière, un électron acquiert de l'énergiehv . En quittant le métal, l'énergie de chaque électron diminue d'une certaine quantité, appeléefonction de travail (Avyh). La fonction de travail est le travail nécessaire pour retirer un électron d’un métal.

Par conséquent, l'énergie cinétique maximale des électrons après émission (s'il n'y a pas d'autres pertes) est égale à :télé /2 - hv -Avykh. Ainsi, . Cette équation s'appelle l'équation d'Einstein.

Sihv< Авых , alors l'effet photoélectrique ne se produit pas. Cela signifie que la limite rouge de l'effet photoélectrique est égale àvmin = A/ h .

Les dispositifs basés sur l'effet photoélectrique sont appelés photocellules. Le dispositif le plus simple est une photocellule à vide. Les inconvénients d'une telle photocellule sont un faible courant, une faible sensibilité au rayonnement à ondes longues, une difficulté de fabrication, une impossibilité d'utilisation dans des circuits. courant alternatif. Il est utilisé en photométrie pour mesurer l'intensité lumineuse, la luminosité, l'éclairement, au cinéma pour la reproduction sonore, en phototélégraphes et photophones, dans la gestion des processus de production.

Il existe des photocellules semi-conductrices dans lesquelles la concentration des porteurs de courant change sous l'influence de la lumière. Ils sont utilisés dans le contrôle automatique des circuits électriques (par exemple dans les tourniquets du métro), dans les circuits à courant alternatif, comme sources de courant non renouvelables dans les montres, les microcalculateurs, les premières voitures solaires sont testées et sont utilisés dans les batteries solaires sur satellites artificiels de la Terre, stations automatiques interplanétaires et orbitales.

Le phénomène de l'effet photoélectrique est associé à des processus photochimiques se produisant sous l'influence de la lumière dans les matériaux photographiques.