আলোর ঔজ্জ্বল্য বাড়লে আলোক তড়িৎ প্রবাহ বৃদ্ধি পায় কেন? ব্যাখ্যা কর।
উত্তর: আলোক তড়িৎ প্রবাহ বা ফটো কারেন্ট বাড়ার অর্থ হচ্ছে ফটো ইলেক্ট্রনের সংখ্যা বৃদ্ধি পাওয়া। আবার আলোর উজ্জ্বল্য বাড়ার মানে হচ্ছে অধিক সংখ্যক ফোটন আপতিত হওয়া। যেহেতু একটি ফোটন একটি ইলেকট্রনের উপর কাজ করে সেহেতু যত বেশি সংখ্যক ফোটন আপতিত হবে তত বেশি সংখ্যক ফটো ইলেক্ট্রন নির্গত হবে। ফলে ফটো কারেন্ট বাড়বে। অতএব বলা যায়, আলোর উজ্জ্বল্য বাড়লে ফটো কারেন্ট বা আলোক তড়িৎ প্রবাহ বাড়ে।
HSC Physics 2nd Paper Chapter 8: আধুনিক পদার্থবিজ্ঞান CQ — Prosthuti প্রশ্নব্যাংক
HSC · Physics 2nd Paper · Chapter 8: আধুনিক পদার্থবিজ্ঞান · সৃজনশীল
আলোর ঔজ্জ্বল্য বাড়লে আলোক তড়িৎ প্রবাহ বৃদ্ধি পায় কেন? ব্যাখ্যা কর।
উদ্দীপক
একটি ধাতব পাতে তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো আপতিত করে ফটোতড়িৎ ক্রিয়ার পরীক্ষা পরিচালনা করার সময় নিবৃত্তি বিভব পাওয়া গেল। পরবর্তীতে তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো ব্যবহার করা হলো।
রাজউক উত্তরা মডেল কলেজ, ঢাকা · 2025
উত্তর
আপতিত ফোটনের কম্পাঙ্কের যে ন্যূনতম মানের জন্য ধাতব পৃষ্ঠ হতে ইলেকট্রন নির্গত হতে পারে সেই কম্পাঙ্কই সূচন কম্পাঙ্ক।
উত্তর
আলোক তড়িৎ প্রবাহ বা ফটো কারেন্ট বাড়ার অর্থ হচ্ছে ফটো ইলেক্ট্রনের সংখ্যা বৃদ্ধি পাওয়া। আবার আলোর উজ্জ্বল্য বাড়ার মানে হচ্ছে অধিক সংখ্যক ফোটন আপতিত হওয়া। যেহেতু একটি ফোটন একটি ইলেকট্রনের উপর কাজ করে সেহেতু যত বেশি সংখ্যক ফোটন আপতিত হবে তত বেশি সংখ্যক ফটো ইলেক্ট্রন নির্গত হবে। ফলে ফটো কারেন্ট বাড়বে। অতএব বলা যায়, আলোর উজ্জ্বল্য বাড়লে ফটো কারেন্ট বা আলোক তড়িৎ প্রবাহ বাড়ে।
উত্তর
এখানে, ইলেকট্রনের ভর,
ইলেকট্রনের চার্জ,
নিবৃত্তি বিভব,
ইলেকট্রনের সর্বোচ্চ বেগ, ?
এখন, ফটোইলেকট্রনের সর্বোচ্চ গতিশক্তি হলে,
বা,
বা,
অতএব, উদ্দীপক অনুসারে ফটোইলেকট্রনের সর্বোচ্চ গতিবেগ
উত্তর
ধাতব পাত থেকে ইলেকট্রন মুক্ত করার জন্য একটা ন্যূনতম শক্তির প্রয়োজন হয়। যাকে ঐ ধাতুর কার্যাপেক্ষক বলা হয়। সবুজ আলোর শক্তি যদি সিজিয়ামের কার্যাপেক্ষকের চেয়ে বেশি হয় তাহলে ফটোতড়িৎ প্রবাহ ঘটবে।
এখানে, প্লাঙ্কের ধ্রুবক,
আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য,
ইলেকট্রনের ভর,
কার্যাপেক্ষক, ?
সবুজ আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য,
সবুজ আলোর শক্তি, =?
'গ' হতে পাই, সর্বোচ্চ বেগ,
এখন,
বা,
= \frac{6.63 \times 10^{-34} \mathrm{~J} \times 3 \times 10^8 \mathrm{~m} \mathrm{~s}^{-1}{4.5 \times 10^{-7} \mathrm{~m}}
সিজিয়ামের কার্যাক্ষেক . অর্থাৎ সিজিয়াম থেকে ইলেকট্রন মুক্ত করার জন্য প্রয়োজনীয় ন্যূনতম শক্তি ।
আবার, সবুজ আলোর শক্তি,
বা, \mathrm{E} =\frac{6.63 \times 10^{-34} \mathrm{Js} \times 3 \times 10^8 \mathrm{~m} \mathrm{~s}^{-1}{5.5 \times 10^{-7} \mathrm{~m}}
উপরের গাণিতিক বিশ্লেষণ হতে দেখা যায়, অর্থাৎ সবুজ আলোর শক্তি সিজিয়ামের কার্যাপেক্ষক অপেক্ষা বেশি।
সুতরাং, ফটোতড়িৎ প্রবাহ ঘটবে।