Question
Download Solution PDFहम प्रकाश के तरंग सिद्धांत द्वारा प्रकाश-विद्युत प्रभाव की व्याख्या क्यों नहीं कर सकते हैं?
Answer (Detailed Solution Below)
Detailed Solution
Download Solution PDFअवधारणा:
प्रकाश विद्युत प्रभाव:
- जब धातु की सतह पर पर्याप्त रूप से छोटी तरंग दैर्ध्य का प्रकाश गिरता है, तो धातु से इलेक्ट्रॉनों को तुरंत बाहर निकाल दिया जाता है। इस परिघटना को प्रकाश विद्युत प्रभाव कहा जाता है
प्रकाश विद्युत प्रभाव का आइंस्टीन का समीकरण:
⇒ KEmax = hν - ϕo
जहाँ h = 6.63×10-34 J-sec = प्लैंक स्थिरांक, ν = आपतित विकिरण की आवृत्ति, ϕo = कार्य फलन, और KEmax = इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम गतिज ऊर्जा।
व्याख्या:
प्रकाश विद्युत प्रभाव और प्रकाश का तरंग सिद्धांत:
- प्रकाश के तरंग चित्र द्वारा व्यतिकरण, विवर्तन और ध्रुवीकरण की परिघटनाओं को प्राकृतिक और संतोषजनक तरीके से समझाया जा सकता है।
- इस चित्र के अनुसार, प्रकाश एक विद्युत चुम्बकीय तरंग है जिसमें विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र होते हैं जो दिक्स्थान के उस क्षेत्र में ऊर्जा के निरंतर वितरण के साथ होते हैं जिस पर तरंग फैली हुई होती है।
- इस चित्र में, धातु की सतह पर फोटोइलेक्ट्रॉनों की अधिकतम गतिज ऊर्जा तीव्रता में वृद्धि के साथ बढ़ने की उम्मीद है।
- इसके अलावा, विकिरण की आवृत्ति चाहे जो भी हो, विकिरण की पर्याप्त तीव्र किरण (पर्याप्त समय से अधिक) इलेक्ट्रॉनों को पर्याप्त ऊर्जा प्रदान करने में सक्षम होनी चाहिए ताकि वे धातु की सतह से बचने के लिए आवश्यक न्यूनतम ऊर्जा से अधिक हो जाएं।
- इसलिए, एक दहलीज़ आवृत्ति मौजूद नहीं होनी चाहिए।
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लेकिन प्रयोगात्मक परिणाम बताते हैं कि फोटोइलेक्ट्रॉनों की अधिकतम गतिज ऊर्जा विकिरण की तीव्रता पर निर्भर नहीं करती है और प्रकाशविद्युत प्रभाव के लिए न्यूनतम आवृत्ति की आवश्यकता होती है
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प्रकाश-विद्युत प्रभाव के लिए आवश्यक न्यूनतम आवृत्ति दहलीज आवृत्ति कहलाती है।
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प्रयोगात्मक परिणाम बताते हैं कि फोटोइलेक्ट्रॉनों की अधिकतम गतिज ऊर्जा विकिरण की तीव्रता पर निर्भर नहीं करती है।
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इसके अलावा, हमें ध्यान देना चाहिए कि तरंग चित्र में, इलेक्ट्रॉनों द्वारा ऊर्जा का अवशोषण विकिरण के पूरे तरंगाग्र पर लगातार होता रहता है।
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चूंकि बड़ी संख्या में इलेक्ट्रॉन ऊर्जा को अवशोषित करते हैं, इसलिए प्रति इलेक्ट्रॉन प्रति इकाई समय में अवशोषित ऊर्जा कम हो जाती है।
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स्पष्ट गणनाओं का अनुमान है कि एक इलेक्ट्रॉन को कार्य फलन को पार करने और धातु से बाहर आने के लिए पर्याप्त ऊर्जा लेने में घंटों या उससे अधिक समय लग सकता है।
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लेकिन प्रयोगात्मक परिणाम बताते हैं कि प्रकाश विद्युत उत्सर्जन तात्कालिक है।
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उपरोक्त व्याख्या से, हम कह सकते हैं कि तरंग चित्र प्रकाश-विद्युत उत्सर्जन की सबसे बुनियादी विशेषताओं की व्याख्या करने में असमर्थ है। अत: विकल्प 3 सही है।
Last updated on Jun 11, 2025
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