В настоящее время получили распространение более быстрые и точные приемы фотоэлектрической фотометрии, основанные на явлении фотоэлектрического эффекта, которым обладают некоторые тела. При действии на их поверхность какого-либо излучения они испускают поток электронов, число которых прямо пропорционально интенсивности падающего излучения. Фотоэлектрический эффект проявляется практически мгновенно. Разные вещества обнаруживают фотоэффект в различных участках спектра. Конструкции фотоэлементов различны: плоские (селеновый) или в виде стеклянной колбочки (сурьмяно-цезиевый) и др. Интенсивность фототока измеряется по отклонению стрелки гальванометра, отградуированного в относительных или абсолютных единицах.

Селеновые фотоэлементы относятся к группе так называемых вентильных, или элементов с запирающим слоем. Основа фотоэлементов – железная пластинка (один электрод), на которую нанесен слой кристаллического селена серого цвета. Поверх селена имеется прозрачный слой второго электрода из какого-либо металла (например, золото) толщиной около 5 мкм. Между пленкой золота и селеновым слоем образуется так называемый запирающий слой с односторонней проводимостью.

Спектральная характеристика фотоэлементов

Спектральная характеристика фотоэлементов:1 — кадмиевый, 2— калиевый, 3— селеновый, 4 — купроксный

Световой поток, попав на селен, освобождает электроны из слоя селена. Если соединить проводником железную пластинку (первый электрод) со вторым электродом, то по цепи потечет ток, пропорциональный падающему световому потоку. Для предохранения от влаги и пыли светочувствительную поверхность покрывают прозрачным лаком. Селеновый фотоэлемент под действием сильных источников света «утомляется», его чувствительность падает, поэтому его не следует оставлять на сильном свету открытым.

Светофильтры. Для изучения действия на растение отдельных участков спектра необходимо выделить их из потока общей радиации, что достигается с помощью светофильтров, получивших широкое распространение в светофизиологии растений. Светофильтрами называют специальные среды, пропускающие строго определенные участки излучения. Они бывают твердые, жидкие и газообразные. Твердые светофильтры изготовляются из стекла, кварца и различных органических пленок, жидкие — представляют собой окрашенные растворы определенной концентрации и толщины; газообразные в светокультуре не применяются. Из твердых наиболее распространены светофильтры, изготовленные из оптического стекла. Ко всем светофильтрам предъявляются следующие требования. Они должны быть стойкими к температуре и влажности и обладать постоянством радиационных свойств во времени. Каждый фильтр пропускает, помимо основной области спектра, также другие линии или участки в видимой, инфракрасной или ультрафиолетовой областях. Поэтому при особо высоких требованиях к спектральному составу проходящего излучения пользуются системой фильтров, перекрывающих друг друга. Однако при этом сильно ослабляется интенсивность излучения. При менее точных работах можно пользоваться желатиновыми или водяными фильтрами, которые дешевле и проще в изготовлении.

Простейшими фильтрами являются: обыкновенное стекло, которое не пропускает ультрафиолетовые лучи короче 310—315 нм, и вода (особенно с небольшим количеством медного купороса), поглощающая инфракрасное излучение. Физиологически активное излучение (400— 720 нм) можно измерить только при выделении его с помощью стеклянных светофильтров марки ЖС-11 и КС-19. Светофильтр ЖС-11 толщиной 2 мм поглощает ультрафиолетовое излучение с длинами волн короче 380 нм и пропускает видимое и ближнее инфракрасное излучение Светофильтр КС-19 толщиной 2 мм поглощает ультрафиолетовое и видимое излучение с длинами волн короче 720 нм. Разность показаний термоэлектрического прибора с этими светофильтрами дает приближенное значение фотосинтетически активной облученности. Если хотят измерить длинное ультрафиолетовое излучение (300— 400 нм), применяют фильтры БС-4.

Спектральная характеристика светофильтра ЖС-11.При отсутствии стеклянных фильтров пользуются либо цветными желатиновыми пленками, либо цветными растворами, налитыми в кюветы с плоскопараллельными стенками Иногда жидкие фильтры наливают в ванны со стеклянным дном, которые помещают между растениями и лампой.

Кроме спектральных светофильтров, существуют так называемые нейтральные, которые применяются для ослабления потока излучения. Они изготовляются или из стекла (марки «НС»), или из металла (сетки или перфорированные листы).

Измерительные приборы, используемые в светокультуре растений, можно разделить на 2 группы. В первую группу входят приборы, позволяющие измерить оптическое излучение методом энергетических величин, во вторую — методом эффективных величин.