två av ”atombombens fäder”, Albert Einstein och Max Planck, är också ansvariga för utvecklingen av hissdörrar som öppnas automatiskt om de börjar stänga när en person går in i bilen.
de två männen förklarade hur ljus som faller på vissa material kan förändra dem från dåliga ledare av el till bra ledare. Forskning om elens natur som följde av Plancks och Einsteins upptäckter när de beskrev den ”fotoelektriska effekten” ledde till uppfinningen av fotocellen, enheten som signalerar en motor för att öppna dörrarna igen utan att du behöver röra dem.
när du går in i en automatisk Hiss kommer du att märka en tunn stråle av elektriskt ljus som lyser på ungefär lårnivå över tröskeln; det leder till en liten receptor till höger.
när du lägger din hand eller kropp framför den strålen kommer dörrarna inte att stängas. Receptorn är tillverkad av en typ av metall som kallas en halvledare. Halvledare inkluderar kisel, kadmium, arsenik och germanium; de motstår ibland en elektrisk ström och leder den ibland effektivt, beroende på hur ofta ljuset slår dem.
elektricitet är flödet av fria elektroner. Vanligtvis tänker vi på en elektron som en liten partikel som kretsar kring en viss atom hur månen går runt jorden.
i vissa metaller binds atomkärnorna nära varandra i ett styvt, regelbundet mönster som kallas en kristall, med lösa elektroner som rör sig slumpmässigt genom hela strukturen. Metaller som järn och koppar ordnar sig på detta sätt och är bra ledare av elektricitet, eftersom elektronerna som driver genom kristallgitteret lätt kan göras för att stöta på varandra och strömma från en punkt till en annan, till exempel genom en tråd.
andra metaller tillverkas emellertid annorlunda. När de kristalliserar lämnar de inga elektroner på drift, men håller dem bundna med kärnorna i synnerhet atomer.
således är de dåliga ledare, eftersom det inte finns fria elektroner för att leda ett strömflöde. Elementet germanium stelnar i denna icke-ledande form under vanliga förhållanden; men om rätt ljusfrekvens träffar dess atomer, kan elektroner ”sparkas” fritt av energin och göras tillgängliga för att leda elektricitet.
Max Plancks upptäckt, som Einstein bekräftade, var att ljuset bestod av paket eller partiklar av energi som kallas fotoner, som vibrerar vid olika frekvenser. Planck sa att ju högre frekvens eller hastighet av vibrationer en foton har, desto större är dess kraft att ”sparka” en elektron fri från en kärna. Ämnen har olika tröskelvärden för energi som behövs för att sparken ska träda i kraft, under vilken deras elektroner inte kan flyttas.
sensorerna i automatiska hissdörrmekanismer svarar i allmänhet på frekvenser nära synligt ljus. Ett gemensamt arrangemang fungerar så här: hissdörrarnas ”i vila” – läge är stängd; det kräver en elektrisk motor för att öppna dem.
strömförsörjningen för dörröppningsmonitorn styrs av en konventionell omkopplare. För det mesta är denna strömbrytare avstängd, utan ström når dörrarna. Två olika mekanismer kan dock kasta den till” på ” under olika omständigheter för att öppna dörrarna. Det mest uppenbara är en timer som öppnar dörrarna i ett visst antal sekunder när bilen når varje våning; den andra är fotocellsäkerhetsanordningen.
säkerhetsanordningen är en omkopplare som styr en annan omkopplare: dörrbrytaren springer till ”på” – läget och öppnar dörrarna om den inte hålls ”av” av en elektromagnet som kallas ett relä. Ström för relä magneten måste passera genom germaniumkristallerna i fotocellreceptorn till höger om dörröppningen.
medan ljuset över tröskeln når receptorn och håller sina elektroner ”sparkade” och upphetsade nog för att leda ström, fortsätter strömmen till reläet att flyta, vilket håller dörröppnaren avstängd, vilket innebär att dörrarna kan stängas när timern låter dem.
när strålen blockeras av en person som kommer in i hissen, förlorar elektronerna i germanium sin energi och återfångas i sin kristallstruktur; germanium förlorar plötsligt sin konduktivitet och bryter reläkretsen. Elektromagneten slutar fungera och håller inte längre dörrmotorn av.
motorn slås därför på, dörrarna öppnas istället för att krossa dig och du kan gå in genom dörren in i hissen.