यदि फोटोसेल से एक छोटे उज्ज्वल स्रोत की दूरी बढ़ जाती है तो उत्सर्जित फोटो इलेक्ट्रॉन की अधिकतम गतिज ऊर्जा __________। (स्रोत की आवृत्ति दहलीज आवृत्ति से अधिक है)

  1. घटेगी
  2. बढ़ेगी
  3. अपरिवर्तित रहेगी
  4. भविष्यवाणी नहीं कर सकते

Answer (Detailed Solution Below)

Option 3 : अपरिवर्तित रहेगी

Detailed Solution

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अवधारणा:

F1 J.K 3.8.20 Pallavi D6

प्रकाश विद्युत प्रभाव:

  • जब धातु की सतह पर पर्याप्त रूप से छोटी तरंगदैर्ध्य का प्रकाश गिरता है, तो इलेक्ट्रॉनों को तुरंत धातु से बाहर निकाल दिया जाता है। इस परिघटना को प्रकाश विद्युत प्रभाव कहा जाता है।
  • प्रकाश विद्युत समीकरण का आइंस्टीन का समीकरण:

⇒ KEmax = hν - ϕo

जहाँ h = प्लैंक का नियतांक, ν = आपतन विकिरण की आवृत्ति, ϕo =कार्य फलन KE = इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम गतिज ऊर्जा।

व्याख्या:

आइंस्टीन का प्रकाश विद्युत समीकरण निम्नानुसार दिया गया है:

⇒ KEmax = hν - ϕo     -----(1)

∵ \(\nu=\frac{c}{λ}\)     -----(2)

जहाँ c = प्रकाश की चाल, और λ = तरंगदैर्ध्य

समीकरण 1 और समीकरण 2 से,

\(\Rightarrow KE_{max}=\frac{hc}{\lambda}-\phi_o\)     -----(2)

  • समीकरण 1 और समीकरण 2 से, यह स्पष्ट है कि उत्सर्जित फोटोइलेक्ट्रॉन की अधिकतम गतिज ऊर्जा आवृत्ति और तरंगदैर्ध्य पर निर्भर करती है लेकिन यह तीव्रता से स्वतंत्र है।
  • जैसा कि हम जानते हैं कि जब किसी प्रकाश स्रोत की दूरी बढ़ जाती है, तो इसकी तीव्रता कम हो जाती है लेकिन आवृत्ति और तरंगदैर्ध्य अपरिवर्तित रहती है।
  • इसलिए हम कह सकते हैं कि जब फोटो-सेल से एक छोटे उज्ज्वल स्रोत की दूरी बढ़ जाती है, तो उत्सर्जित फोटोइलेक्ट्रॉन की अधिकतम गतिज ऊर्जा अपरिवर्तित रहेगी।
  • इसलिए, विकल्प 3 सही है।

Additional Information

प्रकाश विद्युत प्रभाव के नियम:

  • किसी भी आवृत्ति के प्रकाश के लिए; (f > fTh) प्रकाश विद्युत धारा  प्रकाश की तीव्रता के समान आनुपातिक है
  • किसी भी सामग्री के लिए, एक निश्चित न्यूनतम आवृत्ति होती है, जिसे देहली आवृति कहा जाता है, जिसके नीचे फोटोइलेक्ट्रॉन का उत्सर्जन पूरी तरह से रुक जाता है, चाहे आपतन प्रकाश की तीव्रता कितनी भी अधिक हो।
  • आपतन प्रकाश की आवृत्ति में वृद्धि के साथ फोटोइलेक्ट्रॉन की अधिकतम गतिज ऊर्जा में वृद्धि होती है, बशर्ते आवृत्ति (f > fTh) देहली सीमा से अधिक हो। अधिकतम गतिज ऊर्जा प्रकाश की तीव्रता से स्वतंत्र है।
  • प्रकाश विद्युत उत्सर्जन किसी भी आभासी समय अंतराल के बिना (10-9 सेकंड या उससे कम) एक तात्कालिक प्रक्रिया है, यहां तक कि जब आपतन विकिरण की तीव्रता बेहद कम कर दी जाए

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