আলোক বিদ্যুৎ পৰিঘটনা

যেতিয়া কোনো ধাতৱ পৃষ্ঠত উপযুক্ত তৰংগদৈৰ্ঘ্যৰ পোহৰ (উদাহৰণস্বৰূপে জিংক পাটত অতিবেঙুনী পোহৰ আৰু ছডিয়াম, পটাছিয়াম, লিথিয়ামত দৃশ্যমান পোহৰ) পৰে, তেতিয়া পৃষ্ঠখনৰ পৰা ইলেকট্ৰন নিৰ্গমণ হয়। এই পৰিঘটনাটোকেই আলোক-বিদ্যুৎ পৰিঘটনা (ই‌ংৰাজী: Photoelectric effect) বুলি কোৱা হয়। এই প্ৰক্ৰিয়াত নিৰ্গত হোৱা ইলেকট্ৰনসমূক আলোক-ইলেকট্ৰন বুলি কোৱা হয়।^১ এই পৰিঘটনাটোৰ আৱিষ্কাৰক আছিল হাৰ্টজ্‌। পাছলৈ হলৱাকছ্, লিনাৰ্ড, জে. জে. থমছন, আৰ. মিলিকান আৰু আন আন বিজ্ঞানীয়ে এই পৰিঘটনাটো পৰীক্ষামূলকভাৱে প্ৰমাণ কৰিছিল।^১

নিৰ্গমন প্ৰক্ৰিয়া

পোহৰ এবিধ বিদ্যুৎ চুম্বকীয় তৰংগ(electromagnetic waves)। যেতিয়া পোহৰ কণাৰ (ফ’টন) শক্তি কোনো এক ধাতুৰ কাৰ্য্যফলনৰ সমান বা তাতোকৈ বেছি হয়, তেতিয়া ধাতুবিধৰ ইলেকট্ৰনে সেই শক্তি শোষণ কৰে আৰু নিৰ্গত হয়।

গাণিতিক ব্যাখ্যা

কোনো এটা ইলেকট্ৰনৰ গতিশক্তি ( ⟨K_{\mathrm{max}}⟩ )ক তলত দিয়া ধৰণে লিখিব পাৰি।

⟨K_{\mathrm{max}} = h\,f - \varphi,⟩

য’ত ⟨h⟩ হ’ল প্লেংকৰ ধ্ৰুবক আৰু ⟨f⟩ হ’ল আপতিত ফ’টনৰ কম্পনাংক। ⟨\varphi⟩ ⟨h\,f_0⟩ ক ধাতুবিধৰ কাৰ্য্যফলন বোলে। যিখিনি ন্যূনতম শক্তি প্ৰয়োগ কৰিলে ধাতু এবিধৰ পৰমাণুৰ বন্ধনত থকা এটা ইলেকট্ৰনক মুক্ত কৰাব পাৰি তাকেই ধাতুবিধৰ কাৰ্য্যফলন বোলে। কাৰ্য্যফলন

⟨\varphi = h\,f_0,⟩

ইয়াত ⟨f_0⟩ সেই বিশেষ ধাতুবিধৰ ন্যূনতম কম্পনাংক।

নিৰ্গত হোৱা আলোক ইলেক্ট্ৰনৰ সৰ্ব্বোচ্চ গতি শক্তি

⟨K_{\mathrm{max}} = h \left(f - f_0\right).⟩

গতিশক্তি কেতিয়াও ঋণাত্মক নহয়, গতিকে এই পৰিঘটনা ঘটিবলৈ হ’লে অতি কমেও ⟨f > f_0⟩ হোৱাৰ প্ৰয়োজন। ^২

ৰুদ্ধ বিভব

ধৰাহ’ল কোনো এবিধ আলোক বিদ্যুৎ ধাতুৰ পৰা ইলেকট্ৰন নিৰ্গত হৈ থকা অৱস্থাত ধাতুৰ পাতচটাৰ দুই মূৰত এক ঋণাত্মক বিভৱভেদ প্ৰয়োগ কৰা হ’ল। ইয়াৰ ফলত সৃষ্টি হোৱা আলোক বিদ্যুতৰ মাত্ৰা হ্ৰাস পাব। এতিয়া যদি এই বিভৱভেদ ক্ৰমাৎ কমাই গৈ থকা যায় (অৰ্থাৎ ঋণাত্মক দিশত বঢ়াই যোৱা হয়), তেন্তে এক নিৰ্দিষ্ট ঋণাত্মক বিভৱ প্ৰয়োগ কৰাৰ লগে লগে সৃষ্ট আলোক-বিদ্যুত শূন্য হ’বগৈ। এইখিনি ঋণাত্মক বিভৱভেদকে ৰুদ্ধ বিভব বোলে। এই ৰুদ্ধ বিভৱৰ কেইটামান বিশেষ ধৰ্ম এনে ধৰণৰ

১) এই বিভৱ আপতিত পোহৰৰ প্ৰাবল্যৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ নকৰে।

২) কোনো নিদ্দিষ্ট আপতিত পোহৰ ৰশ্মিৰ ক্ষেত্ৰত এই বিভৱ (Vo) আৰু নিৰ্গত ইলেকট্ৰনৰ গতিশক্তিৰ যোগসূত্ৰ এনে ধৰণৰ

⟨K_{\mathrm{max}} = \frac {1} {2} m v^2_{\mathrm{max}}⟩

ইয়াত ⟨m⟩ হ’ল ইলেকট্ৰনৰ ভৰ আৰু and ⟨v_{\mathrm{max}}⟩ নিৰ্গত ইলেকট্ৰনৰ সৰ্ব্বোচ্চ গতিবেগ। এতিয়া যদি e ইলেকট্ৰনৰ আধান হয়, তেন্তে

প্ৰয়োগ কৰা বিভৱভেদে কৰা কাৰ্য্যৰ পৰিমাণ ⟨= eV_0⟩। এতিয়া,

⟨{1\over 2}mv^2_{\mathrm{max}} = eV_0⟩

ইয়াৰপৰা প্ৰমাণ হয় যে আপতিত পোহৰৰ প্ৰাবল্যৰ ওপৰত নিৰ্গত ইলেকট্ৰনৰ গতিশক্তি নিৰ্ভৰ নকৰে। গতিকে,

⟨K_{\mathrm{max}} =\ eV_0⟩

ৰুদ্ধ বিভৱ আপতিত পোহৰৰ কম্পনাংকৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰে। লগতে ধাতুভেদে এই বিভবৰ মাত্ৰা বেলেগ বেলেগ হয়।