La luce interagisce con la materia
La luce interagendo con alcuni materiali che conducono elettricità ne fa variare la resistenza elettrica attraverso un meccanismo che implica la rottura di alcuni legami chimici all’interno del materiale. Tale fenomeno trova applicazione nelle fotoresistenze, dispositivi per altro impiegati comunemente per ridurre il consumo energetico negli impianti di illuminazione.
La Fotoresistenza:
La conduzione in un materiale semiconduttore è proporzionale alla concentrazione dei portatori di carica presenti in esso. L'energia radiante fornita ad un semiconduttore provoca la rottura di alcuni legami covalenti e quindi la produzione di coppie elettrone lacuna in eccesso rispetto a quelle generate termicamente che causa una diminuzione della resistenza elettrica del materiale (effetto fotoconduttivo). Quando la radiazione incidente viene interrotta i portatori di carica in eccesso si ricombinano riportando la conducibilità del semiconduttore al suo valore iniziale in condizioni di oscurità.Per la radiazione visibile la quantità di luce che cade su una data superficie è chiamata illuminazione, l'unità di illuminazione è il lux definito come illuminazione prodotta quando un flusso di un lumen cade su un area di un m2 (lux = lumen/m2). La resistenza del materiale semiconduttore colpito dalla radiazione è inversamente proporzionale all'illuminazione. I fotoresistori per la radiazione visibile generalmente sono realizzati con solfuro di cadmio (CdS). L'elemento attivo del rivelatore è di solito fabbricato sintetizzando la polvere di CdS in una pasticca, su questa, successivamente, vengono depositati gli elettrodi metallici costituiti da materiali a bassa resistenza. La resistenza del fotoresistore alla completa oscurità può essere maggiore di 2MΩ e, quando è colpita da una luce abbastanza intensa, può abbassarsi fino a meno di 10Ω.La variazione del valore di resistenza in condizioni di buio e luce permette la sua applicazione in sistemi dall'allarme o in sistemi di conteggio. Il rivelatore può essere usato per misurare il livello di luce, la sua resistenza corrisponde ad un determinato livello di illuminazione.