doi dintre „părinții bombei atomice”, Albert Einstein și Max Planck, sunt, de asemenea, responsabili pentru dezvoltarea ușilor liftului care se redeschid automat dacă încep să se închidă pe măsură ce o persoană intră în mașină.
cei doi bărbați au explicat cum lumina care cade pe unele materiale le poate schimba din conductori slabi de electricitate în conductori buni. Cercetările asupra naturii electricității care au urmat descoperirilor lui Planck și Einstein când au descris „efectul fotoelectric” au dus la inventarea fotocelulei, dispozitivul care indică un motor pentru a redeschide ușile fără a fi nevoie să le atingeți.
pe măsură ce pășiți într-un lift automat, veți observa un fascicul subțire de lumină electrică strălucind la nivelul coapsei peste prag; duce la un mic receptor din dreapta.
când îți pui mâna sau corpul în fața acelei grindă, ușile nu se vor închide. Receptorul este fabricat dintr-un tip de metal numit semiconductor. Semiconductorii includ siliciu, cadmiu, arsenic și germaniu; uneori rezistă unui curent electric și uneori îl conduc eficient, în funcție de frecvența luminii care îi lovește.
electricitatea este fluxul de electroni liberi. În mod obișnuit, ne gândim la un electron ca la o particulă minusculă care orbitează un anumit atom în modul în care Luna se învârte în jurul Pământului.
în unele metale, totuși, nucleele atomilor se leagă strâns între ele într-un model rigid, regulat numit cristal, cu electroni liberi care se mișcă aleatoriu prin întreaga structură. Metalele precum fierul și cuprul se aranjează în acest fel și sunt buni conductori ai electricității, deoarece electronii care plutesc prin rețeaua cristalină pot fi ușor făcuți să se ciocnească unul de celălalt și să curgă dintr-un punct în altul, printr-un fir, de exemplu.
cu toate acestea, alte metale sunt fabricate diferit. Când cristalizează, nu lasă electroni în derivă, ci îi mențin legați de nuclee în special de atomi.
astfel, sunt conductori slabi, deoarece nu există electroni liberi pentru a conduce un flux de curent. Elementul germaniu se solidifică în această formă neconductoare în condiții obișnuite; dar dacă frecvența corectă a luminii își lovește atomii, electronii pot fi „loviți” liberi de forța energiei și puși la dispoziție pentru a conduce electricitatea.
descoperirea lui Max Planck, pe care Einstein a confirmat-o, a fost că lumina consta din pachete sau particule de energie numite fotoni, care vibrează la frecvențe diferite. Planck a spus că cu cât este mai mare frecvența sau viteza vibrației unui foton, cu atât este mai mare puterea sa de a „lovi cu piciorul” un electron liber de un nucleu. Substanțele au praguri diferite de energie necesare pentru ca lovitura să aibă efect, sub care electronii lor nu pot fi mișcați.
senzorii din mecanismele automate ale ușii liftului răspund în general la frecvențe apropiate de lumina vizibilă. Un aranjament comun funcționează astfel: poziția „în repaus” a ușilor ascensorului este închisă; necesită acțiunea unui motor electric pentru a le deschide.
alimentarea curentă a monitorului de deschidere a ușii este controlată de un întrerupător convențional. De cele mai multe ori acest comutator este oprit, fără ca puterea să ajungă la uși. Cu toate acestea, două mecanisme diferite îl pot arunca „pe” în circumstanțe diferite, pentru a face ușile deschise. Cel mai evident este un cronometru care deschide ușile pentru un anumit număr de secunde când mașina ajunge la fiecare etaj; celălalt este dispozitivul de siguranță al fotocelulei.
dispozitivul de siguranță este un întrerupător care controlează un alt întrerupător: întrerupătorul portierei pornește în poziția „pornit” și deschide portierele, cu excepția cazului în care este ținut „oprit” de un electromagnet numit releu. Puterea pentru magnetul releului trebuie să treacă prin cristalele de germaniu din receptorul fotocelulei din dreapta ușii.
în timp ce lumina de peste prag ajunge la receptor și își menține electronii „loviți” și suficient de excitați pentru a conduce curentul, puterea către releu continuă să curgă, ceea ce ține deschizătorul ușii oprit, ceea ce înseamnă că ușile se pot închide ori de câte ori temporizatorul le permite.
când fasciculul este blocat de o persoană care intră în lift, totuși, electronii din germaniu își pierd energia și sunt recapturați în structura sa cristalină; germaniul își pierde brusc conductivitatea și rupe circuitul releului. Electromagnetul nu mai funcționează și nu mai ține motorul ușii oprit.
prin urmare, motorul pornește, ușile se deschid în loc să vă zdrobească și puteți trece prin ușă în lift.