Téma: Světlocitlivé prvky Vypracovala: Severová Kateřina
Obrazové inženýrství SCH, 4. ročník
Úvod: Zadané téma znělo „Světlocitlivé prvky. Proto jsem se zabývala fotobuňkami, konkrétně fotorezistorem, fotodiodou a fotoodporem. Do této otázky jsem zahrnula i světlocitlivé prvky v oku – tyčinky a čípky. Osnova: 1. Fotoelektriký jev 2. Fotočlánek 3. Fotodioda, sluneční články 4. Fototranzistor 5. Optočlen
6. Fotonásobič 7. Fotorezistor 8. Fotoodpor 9. Fotoelektrické snímače 10. Oko. tyčinky, čípky
Články: • 1. FOTOELEKTRICKÝ JEV http://sweb.cz/radek.jandora/f20.htm#fotoel Kvantové vlastnosti záření se výrazně projevují při fotoelektrickém jevu, který pozorujeme u kovů (® vnější fotoel. jev) a polovodičů (® vnitřní fotoel. jev). Fotoelektrický jev byl znám už dlouho, ale až v našem století byl vysvětlen. Při vnějším jevu se působením záření uvolňují elektrony, které unikají z povrchu látky. Zinková destička (katoda) je připojena přes galvanometr k zápornému pólu zdroje a před katodou je kovová síťka – anoda. Po ozáření krátkovlnným zdrojem Z se z katody uvolňují elektrony, které jsou přitahovány k anodě a dochází k uzavření elektrického obvodu galvanometrem prochází malý proud (fotoproud). http://www.pef.zcu.cz/pef/kof/diplomky/lacin a/html/K1obr2b.gif: Schéma pokusu k fotoelektrickému jevu: skleněná tabule odstraňuje ultrafialovou složku záření rtuťové výbojky, takže elektroskop se nevybíjí (neklesají lístky elektroskopu). Připojme k elektroskopu zinkovou destičku, jejíž povrch je očištěn osmirkováním. Nejdříve destičku nabijeme záporným nábojem. Lístky elektroskopu se rozestoupí. Ozáříme-li destičku světlem rtuťové výbojky (případně "horským sluncem"), lístky elektroskopu rychle klesnou. Je-li zinková destička elektricky neutrální (případně nabita kladně), pak se po ozáření lístky elektroskopu rozestoupí4. Pokud mezi výbojkou a zinkovou destičku vložíme skleněnou tabuli, výchylka lístků se po ozáření nemění.
Experimentálně byly zjištěny zákonitosti vnějšího fotoelektrického jevu: 1. Pro každý kov existuje mezní frekvence fm, při níž dochází k fotoemisi. Je-li f < fm, k fotoelektrickému jevu nedochází. 2. Elektrický proud (počet emitovaných elektronů) je přímo úměrný intenzitě dopadajícího záření. 3. Rychlost emitovaných elektronů (tedy i jejich kinetická energie) je přímo úměrná frekvenci dopadajícího záření, závisí na materiálu katody a nezávisí na intenzitě dopadajícího záření. Klasická fyzika nedokázala uspokojivě vysvětlit závislost na frekvenci a nezávislost energie elektronů na intenzitě dopadajícího záření. Vysvětlení podal v roce 1905 A. Einstein s využitím Planckovy kvantové teorie a za teorii fotoelektrického jevu získal v roce 1921 Nobelovu cenu. Einstein předpokládal, že elektromagnetická vlna o frekvenci f a vlnové délce l je soubor částic, světelných kvant o určité energii a hybnosti. Pro tato kvanta platí: E = h.f, p = m.c = E/c = h.f/c = h/λ Při fotoelektrickém jevu každé kvantum záření předá svou energii pouze jednomu elektronu, který ji využije k uvolnění z kovu (výstupní práce Wv) a na zvýšení své kinetické energie. Einsteinova rovnice fotoelektrického jevu pak má tvar: h.f = Wv + 1/2.me.v2 = Wv + Ek Je-li f < fm, nemá kvantum záření dostatečnou energii na uvolnění elektronu z kovu. Je-li f ≥ fm, elektrony se ihned uvolňují a jejich počet (velikost fotoproudu) závisí na počtu dopadajících kvant, tj. na intenzitě záření. Malou výstupní práci mají kovy se slabě vázanými elektrony (např. u cesia fotoefekt nastává ve viditelné oblasti – λm = 642 nm), zinek má výstupní práci větší a k fotoefektu dochází v ultrafialové oblasti. http://www.pef.zcu.cz/pef/kof/dipl omky/lacina/html/K1obr2b.gif: Grafem závislosti kinetické energie emitovaných fotoelektronů v závislosti na energii kvant dopadajícího záření je přímka se směrnicí rovnou Planckově konstantě. Z grafu lze též určit velikost výstupní práce pro daný kov.
[Ne.
Fotoelektrický jev se uplatňuje v optoelektrických zařízeních, automatizačních soustavách, snímacích elektronkách televizních kamer, slunečních bateriích apod. Nejčastěji se využívá vnitřní fotoelektrický jev v polovodičových součástkách – fotorezistor a fotodioda. Pohlcování energie fotonů je způsobeno snížení rychlosti světla v prostředí. Kvanta světelné energie nabudí elektrony, proto dojde ke zpomalení. http://lucy.troja.mff.cuni.cz/~tichy/kap2/2_2_5.html Vnitřní fotoelektrický jev: Máme-li konstruován PN přechod tak, že na něj může dopadat světlo, můžeme takto konstruovanou diodu využít jako fotocitlivý prvek. Abychom si kvalitativně vysvětlili fyzi-kální princip tohoto efektu, vraťme se k vlastnímu polovodiči. Pokud jej neozařujeme, je excitace elektronů z valenčního do vodivostního pásu způsobena výhradně tepelnou energií; do vodivostního pásu mohou být excitovány elektrony z vysokoenergetického ”chvostu” roz-dělovací funkce. Uvažujeme-li ozáření, může excitace elektronu z valenčního do vodivostního pásu proběhnout i tak, že elektron ve valenčním pásu absorbuje foton dopadajícího záření, který mu předá energii dostatečnou k překonání zakázaného pásu. Při ozáření polovodiče zvý-šíme tedy jeho vlastní vodivost tím, že zvýšíme koncentraci elektronů ve vodivostním a kon-centraci děr ve valenčním pásu. Tomuto jevu se říká vnitřní fotoefekt, neboť elektrony excito-vané do vodivostního pásu neopouštějí
polovodič (na rozdíl od vnějšího fotoefektu, kdy dopadající foton dodá elektronu energii dostatečnou k překonání tzv. výstupní práce a elek-tron opustí látku a přejde do vakua látku obklopující). Tento efekt je výrazný u polovodičů, jejichž vlastní vodivost je pro značnou šířku zakázaného pásu velmi malá, např. CdS se šířkou zakázaného pásu 2.45 eV. Na vnitřním fotoefektu je založena funkce fotoodporů, které jsou součástí měřičů expozice u řady fotografických přístrojů. • 2.FOTOČLÁNEK http://moon.felk.cvut.cz/~bloch/Jak/_phys/f192/start.html Fotočlánek tvoří prstenec polovodičového materiálu typu P s vlo eným segmentem z polovodičového materiálu typu N. Při dopadu světelného záření na přechod PN dojde k uvolňování elektronů a ke vzniku elektrického proudu. •
3. FOTODIODA
Fotodioda: Je aktivní polovodičová součástka reagující na světelné záření. Její hlavní specifikou je to, že její reakce na světlo je vznikem rozdílností potenciálů na PN přechodě. Při dosažení určité hranice osvětlení je přechod příliš dotovaný částicemi a je schopný dodávat elektrickou energii jako baterie. Definujícímy parametry jsou: vziklé napětí, vnitřní odpor (resp. proud). Fotodioda se konstrukčně řeší jako článek nebo do tvaru LED. Článkové řěšení umožňuje skládat individuální zdroje elektr. energie. Obecně platí, že článek fotodiody dodává velmi málo elektrické energie. I velké plochy solárních článků nedosahují velkých výkonů. Solárních článků se využívá u nízkovýkonových spotřebičů jako jsou kalkulačky a pod. S výhodou se používají v kosmonautice, kde se ve vesmíru rozbalý velké plochy solárních článků.
http://lucy.troja.mff.cuni.cz/~tichy/kap2/2_2_5.html 3.2.5. Fotodiody, sluneční články Na obrázku 3.24a je znázorněn nejjednodušší obvod používající tzv. fotodiodu k indikaci intenzity světlení. obr. 3.24a - UD=E-RDI
Fotodioda je polovodičová, nejčastěji křemíková, dioda s přechodem PN zapouzdřená tak,
aby na přechod mohlo dopadat světlo, má okénko nebo plastickou čočku, která soustřeďuje světlo do oblasti přechodu PN. Dioda je zapojená v závěrném směru s takovým napětím, aby nedošlo k průrazu lavinovým nebo Zenerovým efektem. Není-li tedy přechod PN ozářen, teče diodou jen velmi malý závěrný proud, u křemíkových diod se jedná o proudy v řádu desítek nA. Jedná se o proud tvořený minoritními nosiči, tedy nosiči, které vznikly termickou excitací elektronů z valenčního do vodivostního pásu. Tento proud je přímo úměrný koncentraci minoritních nosičů; tato koncentrace je nižší, než intrinsická koncentrace, vzpomeňte si na vztah p.n=ni2. Ozáříme-li nyní přechod PN, vytvoříme dodatečnou koncentraci minoritních nosičů, které budou přispívat ke zvýšení proudu fotodiodou v závěrném směru - proud fotodiodou se zvýší a zvýšení bude závislé na intenzitě dopadajícího záření. Je-li, tak jako na obrázku 3.24a v serii s fotodiodou zapojen odpor, dojde na něm k úbytku napětí průchodem proudu a tento úbytek můžeme využít ke měření intenzity záření. Charakteristiky fotodiody v závěrném směru při několika intenzitách osvětlení jsou spolu se zatěžovací přímkou znázorněny v pravé části obrázku 3.24b.
obr. 3.24b Typickým příkladem aplikace fotodiody byly čtečky děrné pásky, kde pod každou pozicí možného otvoru v děrné pásce byla umístěna fotodioda, indikující přítomnost otvoru v pásce. Řadu aplikací fotodiody dnes převzaly fototranzistory, o kterých si povíme po probrání tranzistorového efektu. Nezaměnitelné místo mají speciální fotodiody, kterých se používá ke konverzi energie záření na energii elektrickou. Fyzikální princip funkce nejlépe vysvětlíme, představíme-li si fotodiodu nezapojenou do obvodu. Není-li ozářena, je vytvořena PN přechodem difuzní potenciálová bariéra vysoká tak, aby omezila proud majoritních nosičů na právě takovou velikost, aby proud majoritních nosičů každé polarity přes přechod PN byl právě kompenzován proudem minoritních nosičů stejné polarity přes přechod opačným směrem. Ozáříme-li nyní fotodiodu, zvýšíme koncentraci minoritních nosičů v polovodičích obou typů vodivostí a v důsledku toho stoupne proud minoritních nosičů přes PN přechod. Vzhledem k tomu, že jsme předpokládali diodu nezapojenou do obvodu, musí být celkový proud přes přechod roven nule právě tak jako v případě bez ozáření. To je možné jenom tak, že klesne potenciálová bariéra v blízkosti přechodu PN a umožní tak zvýšení proudu majoritních nosičů přes přechod. Krystal však tak přestává být v rovnováze, fermiho hladina se deformuje, a rozdíl mezi původní velikostí difuzního potenciálu a velikostí této bariéry po ozáření se objeví na svorkách diody jako napětí; na anodě fotodiody bude kladný pól a na katodě záporný pól.
Uzavřeme-li nyní elektrický obvod tím, že k fotodiodě připojíme rezistor jako spotřebič, bude obvodem protékat elektrický proud - fotodioda bude fungovat jako sluneční článek. Na obrázku 3.24b je v levé části znázorněna zatěžovací přímka v tomto případě (napětí vnějšího zdroje je rovno nule, zatěžovací přímka vychází z počátku). Je vidět, že dioda jako zdroj má tím nižší diferenciální (vnitřní) odpor, čím vyšší je intenzita ozáření přechodu PN. Sluneční články se proto konstruují tak, viz obrázek 3.25,
obr. 3.25 aby přívody k diodě nestínily přístup záření k PN přechodu. Napětí, které sluneční článek dává, nemůže být, podle právě popsaného principu, vyšší, než je šířka zakázaného pásu; přibližuje se mu jen při extrémně vysokých intenzitách záření, při běžných intenzitách můžeme očekávat napětí okolo 0.7 V na článek. Proud, který můžeme ze slunečního článku odebírat, je přímo závislý na množství minoritních nosičů generovaných ozářením; bude tedy tím větší, čím větší ozářenou plochu bude článek mít. Spojujeme-li tedy články do baterie o vyšším napětí, řadíme je do serie, potřebujeme-li vyšší proud, musíme použít články s větší ozařovanou plochou; paralelní řazení není možné. Probrali jsme princip a aplikace nejjednodušších polovodičových prvků - diod s přechodem PN. Diody se speciálnějším použitím, tunelové diody, Gunnovy diody, diody s přechodem kov-polovodič neprobírám proto, abych omezil rozsah tohoto učebního textu jen na základní pojmy. •
4. FOTOTRANZISTOR
Fototranzistor: Je aktivní polovodičová součástka pracující s řízenými dvojicemi přechodů. Jedná se o obdobu klasického tranzistoru s tím rozdílem, že přechod je ovládán světelným zářením. Dle osvětlení (dotování) se mění napěťové a proudové parametry přechodů. Dle použitého zapojení se dá využít jednotlivých efektů. Ačkoliv je báze nahrazena otvorem pro světlo, může fototranzistor místo 2 nožiček mít i vyvedenou bázi, která může citivost
fototranzistoru. Fototranzistoru se používá i v optočlenech. U fototranzistoru se nepředpokládá přílišného zatížení. Definující parametry jsou obdobné jako u tranzistoru. Zvláštností je charakteristika ukazující závislost ostatních veličin při různých osvětleních. Grafy jsou hlavním zdrojem informací při návrhu obvodů s fototranzistorem.
•
5.OPTOČLEN
Optočlen: Je aktivní složená elektronická součástka obsahující fotodiodu a fototranzistor. Oba tyto elementy jsou naladěny na jednu vlnovou délku. Její velikost není podstatná. Obecně platí čím je vyšší frekvence záření, tím kratší obdélníkové průběhy může optočlen přenášet. Optočlen není považován za součástku pro výkonové použití, jeho hlavním úkolem je přenášet informace a fyzicky oddělit dva elektrické obvody. Konstrukční řešení fotooptočlenu je do formy IO s 4 nebo 6 nožičky. Občas je vyvedena i báze fototranzistoru, kterou můžeme snížit (i zvýšit) citlivost fototranzistoru. Optočlen se může dle svých vnitřních parametrů chovat digitálně nebo analogově. Digitální optočlen má vlastnosti spínavější (jako by nízké h21e) a analogový optočlen se snaží lineárně reagovat na průchod proudu fotodiodou (jako by vyšší h21e).
•
6. FOTONÁSOBIČ
Fotonásobič: elektronka s mnoha elektrodami užívaná k detekci velice malých světelných toků (detekuje i jednotlivé fotony). Světlo po dopadu na detekční elektrodu uvolní elektrony, které dále lavinovým jevem uvolňují po dopadu na ostatní elektrody další elektrony. Napájí se napětím okolo 500 - 1000 V.
• 7. FOTOREZISTOR http://www.sweb.cz/skriptum/elektro/Fotoel.htm Fotorezistor:Na křemíkovou nebo germaniovou destičku je nanesena vrstva kovu ve tvaru hrabiček. Je to do jisté míry přechod kov - polovodič. Vlivem osvětlení se mění vodivost mezi vodivými kovovými vložkami. Přibližná charakteristika:Odpor se zmenšuje v závislosti na intenzitě osvětlení přibližně exponen-ciálně, ale do jisté míry ho lze velice dobře linearizovat. Značka: Jejich označení je nejednotné (např. WK). Fotorezistorem lze detekovat jak viditelné, tak i ultrafialové a infračervené světlo.To závisí na typu použitého materiálu. Přednosti vůči jiným fotocitlivým součástkám: značná citlivost
Nevýhody vůči jiným fotocit. součástkám: louhá doba odezvy
snadné použití a nízká cena možnost aplikace pro ss i stř obvody
značná teplotní závislost odporu fotoodpory v provozu stárnou
Možnost použití: v indikátorech světelných signálů a v optoelektrických signálech. •
8. FOTOODPOR
Fotoodpor: Je elektronická součástka využívající materiály, které mění svůj reálný odpor při různých osvětleních. Definujícím parametrem je citlivost, nebo-li ohmická změna při určité změně osvětlení. Nejčastěji se fotoodpory používají na reakci viditelného světla. Lze však technologicky zajistit i selektivnější oblast vlnové délky. Fotoodporu se používá v čidlech pro spínání pouličního osvětlení a při podobných aplikacích. Konstrukčně fotoodpor může vypadat různě, specifikuje ho otvor pro průchod světla. Fotoodpor není konstruován na větší výkon. Jeho parametry udává typové označení a zpravidla nás informují o závislosti světla a odprou pouze grafy. Fotoodpor dnes nahrazují fotodiody.
• -
9. FOTOELEKTRICKÉ SNÍMAČE
Princip činnosti fotoelektrických snímačů: Základním principem fotoelektrických snímačů je vyslání světelného paprsku vysílačem a jeho zachycení přijímačem. Proces detekce se děje při přerušení paprsku. Firma Honeywell používá ve svých fotoelektrických vysílačích modulovaného světla produkovaného LED diodou (v infračerveném nebo viditelném červeném nebo zeleném spektru) dlouhé životnosti s odolností proti vibracím. Modulace spočívá ve vysílání krátkých intenzivních impulzů, které zajišťují dlouhé snímací vzdálenosti nebo pronikání světelného paprsku za nepříznivých podmínek. Pulzní modulace s sebou také nese nižší vlastní spotřebu. Přijímač obsahuje fototranzistor, který generuje výstupní signál pokud na něj dopadá světlo. Fototranzistory jsou použity díky spektrální charakteristice nejlépe odpovídající LED vysílači, rychlé odezvě a teplotní stabilitě. Nastavením obvodů přijímače na modulační frekvenci vysílače se dosáhne vysoké odolnosti proti rušení světlem okolního prostředí. Tu lze ještě zvýšit nastavením přijímače na příjem pouze určité polarity modulovaného světelného paprsku. Fotoelektrické snímače využívají různé principy snímání. Každý způsob je výhodný pro různé aplikace. Fotoelektrické snímače: příklady aplikací Snímače, pracující na fotoelektrickém principu lze nalézt na mnoha různých místech v průmyslové automatizaci, nebo jsou schopny splnit požadavky nejrůznějších aplikací. Jsou schopny snímat přítomnost všech typů objektů, ať velkých či malých, čirých či neprůhledných, lesklých či matných, stojících či pohyblivých. Fotoelektrické snímače mohou snímat objekty od několika milimetrů do sta metrů. Fotoelektrické snímače jsou ideální tam, kde je nutné bezkontaktní snímání předmětů. Použití širokého sortimentu optických vláken umožňuje řešit snímání v omezeném prostoru, případně v nebezpečném prostředí. Pokud je to nutné, není problém snímat rychle se pohybující předměty až do rychlosti snímání 8kHz. •
10. OKO: ČÍPKY, TYČINKY
http://rady.astronomy.cz/oko.htm (kapitola Cesta světla z článku Na počátku bylo oko)
Jak vlastně čípky a tyčinky lapají světlo? Pomocí důmyslné chemie. Foton, resp. sprška fotonů, se nejdříve prodere skrz rohovku, oční komory, sklivec, vrstvu nervových buněk sítnice na zadní straně oka až nakonec dopadne na tyčinku nebo čípek (na ně pak naléhá temné pigmentová vrstva, za ní je cévnatka a nakonec vše obalující bělima). V receptorech citlivých na světlo přitom číhá zvláštní sloučenina -- u tyčinek rhodopsin, u čípků iodopsin, která se po absorbování fotonu rozloží a spustí tak řadu chemických procesů, na jejichž konci je drobné množství energie. Tento slabý elektrický signál nervová vlákna přivedou do mozku, konkrétně do týlního laloku, ve kterém jsou uloženy "programy", pomocí nichž dovedeme podle informace z jednotlivých buněk zaostřit obrysy, vyplnit obrazce, odhadnout jejich jasnost, symboly a tvary v černobílé i barevné podobě. Pokud vás tedy někdo udeří nešikovně zezadu do hlavy, můžete oslepnout! Celá procedura je o to složitější, že informace nepřichází od jednotlivých buněk přímo. Už v samotné sítnici se totiž zachycený obraz dočká značně složitého zpracování: Zrakový nerv, který vede signál do mozku, splétá pouze půl druhého milionu vláken, kdežto čípků a tyčinek je přibližně stokrát více. Proto dochází k mohutné integraci (tzv. konvergenci) vizuální informace: signály z několika čípků nebo tyčinek jsou vedeny jedním vláknem. Sčítání těchto podnětů však není všude stejně veliké: Největší je na okrajích, kde na tisíc tyčinek připadá jeden neuron, nejmenší ve žluté skvrně. Tam je na jeden čípek napojeno jedno vlákno. Velké konvergenci na periferii odpovídá malá rozlišovací schopnost, ale o to větší citlivost (dochází ke sčítání podnětů z mnoha receptorů), která se využívá v obranném reflexu: Koutkem oka jsme citliví na rychlé změny. Například snadno odhalíte blikání televizní obrazovky nebo filmu v kině, které je v přímém pohledu nepostřehnutelné. (Naši předci si díky této vlastnosti lépe všímali nejrůznějších šelem útočících z boku.) Naopak malá konvergence přináší větší ostrost obrazu, proto je žlutá skvrna a zvlášť centrální jamka místem nejostřejšího vidění (ve dne).
Den Za dostatečně velkého osvětlení umožňují čípky zachytit světlo v rozsahu vlnových délek od zhruba sedmi set nanometrů do čtyř set nanometrů, s maximální citlivostí poblíž 555 nanometrů (žlutozelená barva). Oko přitom zvládne rozpoznat barevné odstíny s rozdílem kolem jednoho nanometrů! Tuto fantastickou vlastnost zajišťují hned tři různé druhy receptorů: příroda nás totiž obdařila čípky s třemi různými typy sloučeniny iodopsinu. Všechny absorbují světlo v celém viditelném spektru, ale každý druh je nejvíc citlivý buď na oranžovou, zelenou nebo modrofialovou barvu. Výsledný barevný vjem vzniká až po složením jejich podnětů, stejně jako u barevné televize. (Zajímavé je, že jsme schopni vnímat i ultrafialové světlo. Normálně je pohlceno čočkou, ale lidé, kteří ji mají umělou, vidí i předměty nasvícené pouze ultrafialovým zářením.) Přesto všechno fungují čípky i v noci: při pozorování hvězd bez dalekohledu dokážeme odhadnout barevné odstíny v rozmezí od +1 magnitudy do -1 magnitudy. Slabší i jasnější objekty pak vnímáme jako bílé. Ty první proto, že je sledujeme tyčinkami, ty jasnější interpretují adaptované čípky jako bílé, i když bílé nejsou Jako světlé se nám ostatně jeví všechny jasné objekty; příkladem může být vlákno žárovky, rozpálená kamna nebo Slunce. Hodně nápadné objekty se navíc mohou zdát i větší. Tato tzv. iradiace je nápadná například u úzkého měsíčního srpku krátce po novu: Poloměr okraje osvětleného Slunce se jeví větší než poloměr neosvětlené část. Například Tycho Brahe odhadnul poměr jejich velikostí na 6:5. Je však zřejmé, že jde jenom o fyziologický jev.
Noc: Se snižujícím se osvětlením klesá citlivost čípků a oko přechází od barevného vidění k černobílému. Za soumraku se nejdříve "vypnou" čípky citlivé na oranžovou, pak na modrou i na zelenou a v okamžiku, kdy nastane úplná tma, přestaneme barvy vnímat úplně. Navíc se nám svět kolem nápadně rozostří. Noční vidění nám zprostředkovávají tyčinky, které všechny obsahují pouze jeden druh sloučeniny reagující na světlo, rhodopsin. Proto dávají pouze černobílý vjem, avšak na druhou stranu jsou tyto buňky výrazně citlivější; na jejich podráždění stačí několik desítek fotonů, na
rozdíl od čípků, které ke vjemu potřebují proud alespoň několika stovek či spíše tisíců fotonů za sekundu. Tyčinky dokáží vnímat světlo v rozmezí vlnových délek od čtyř set do šesti set padesáti nanometrů s maximem u 510 nanometrů a největší citlivosti přitom dosahují až po několika desítkách minut pobytu ve tmě. Za dne, nebo jen v dobře osvětlené místnosti, se totiž pod náporem všudypřítomných fotonů v tyčinkách rozloží většina rhodopsinu a buňky přestanou zcela fungovat. Navíc tyčinky za jasného osvětlení zakrývají buňky z temné pigmentové vrstvy, oné již zmiňované části cévnatky. Pokud ale nastane šero, začnou si naše oči rychle přivykat i na slabé světelné zdroje. Během prvních několik minut se rozšíří zornice, takže do oka začne vstupovat více světla, navíc se vynoří citlivé části tyčinek z pigmentové vrstvy. Poté se v další půlhodině regenerují rhodopsinové molekuly (menší část přímo v oku, větší v játrech, které obsahují potřebné enzymy). S rostoucí koncentrací roste šance jejich zasažení fotony a tak stoupá i citlivost sítnice. Navíc se, zatím nepříliš pochopenými mechanismy, nastavují jednotlivé okruhy receptorů v závislosti na intenzitě osvětlen a vzájemně se tak informují o všech zachycených fotonech. Naopak zpětné přizpůsobení na normální osvětlení proběhne během několika desítek sekund. Poté musí oko projít opět celou zdlouhavou adaptací na tmu. Finální citlivost tyčinek ovlivňuje řada faktorů; především dostatek kyslíku a cukru v krvi.
www. stránky: http://sweb.cz/radek.jandora/f20.htm#fotoel – fotoelektrický jev http://www.pef.zcu.cz/pef/kof/diplomky/lacina/html/K1obr2b.gif – vnější fotoelektrický jev http://lucy.troja.mff.cuni.cz/~tichy/kap2/2_2_5.html - vnitřní fotoelektrický jev http://moon.felk.cvut.cz/~bloch/Jak/_phys/f192/start.htm - fotočlánek - fotodioda http://lucy.troja.mff.cuni.cz/~tichy/kap2/2_2_5.html – fotodioda, sluneční články - fototranzistor - optočlen - fotonásobič http://www.sweb.cz/skriptum/elektro/Fotoel.htm - fotorezist - fotoodpor - fotoelektrické snímače - oko:tyčinky, čípky
