प्रकाश विद्युत प्रभाव

स्वतन्त्र विश्वकोश, नेपाली विकिपिडियाबाट
Jump to navigation Jump to search
प्रकाश विद्युत प्रभाव

कुनै पनि सतहमा प्रकाश परे पछि त्यहाँबाट इलेक्ट्रोन तथा फ्रि क्यारियरहरु निक्लने प्रक्रियालाई प्रकाश- विद्युत प्रभाव भनिन्छ । यसरी बाहिर निस्कने इलेक्ट्रोनलाई फोटो इलेक्ट्रोन भनिन्छ  । यो प्रक्रिया सामान्यतया बिद्युत भौतिकशास्त्र र रसायनशास्त्रको क्षेत्रमा जस्तै क्वान्टम रसायन वा इलेक्ट्रो केमिस्ट्रीमा अध्ययन गरिन्छ ।

शास्त्रीय विद्युत- चुम्बकीय सिद्धान्तको अनुसार , यो प्रभावलाई प्रकाशको शक्तिको इलेक्ट्रोनमा रुपान्तरणको रुपमा हेर्न सकिन्छ । यो नजरबाट हेर्दा , प्रकाशको इन्टेन्सिटी मा केही फरक आयो भने धातुको सतहबाट निस्कने इलेक्ट्रोनको गति शक्तिमा समेत फरक आउँछ । यो सिद्धान्तको अनुसार पर्याप्त चकिलो भएको प्रकाशले धातुको सतहबाट इलेक्ट्रोन निकाल्न सक्छ र प्रकाश पर्ने र इलेक्ट्रोन निस्कने बीच केही समय ग्याप (टाइम ल्याग ) हुन सक्छ । तथापी विभिन्न प्रयोग बाट सएको नतिजाले शास्त्रीय सिद्धान्तले गरेको दावीसँग मेल खादैन ।

यश विपरित , इलेक्ट्रोनहरु त्यस्तो फोटोनले मात्र निस्कन्छ जसको फ्रिक्येन्सी, थ्रेसहोल्ड फ्रिक्वेन्सी (शक्ति) सँग बराबर वा धेरै हुन्छ ।  थ्रेसहोल्ड फ्रिक्येन्सीभन्दा तल भएमा , जति सुकै तिब्रता (इन्टेन्सिटी ) भए पनि वा जति सुकै समय त्यो प्रकाशमा राखेपनी त्यो सतहबाट इलेक्ट्रोन निस्कदैन । (कहिले काहीँ , इलेक्ट्रोनले दुई वा क्वान्टमको शक्ति लिएर पनि भाग्न सक्छ । तर यो एक दम दुर्लभ अवस्थामा मात्र हुन्छ ।) प्रकाशले तीव्रता इन्टेन्सिटी एकदम कम भए पनि सतहबाट इलेक्ट्रोन निकाल्न सक्छ । यो तथ्यलाई अर्थपूर्ण बनाउन अल्बर्ट आइन्टाइनले प्रकाशको बिम मानेका छन् जसमा फोटोनको समूह रहेको हुन्छ र प्रत्येक फोटोनको शक्ति "hf" हुन्छ।[१][२] जहाँ

h= प्ल्यांक स्थिर

f =फ्रिक्येन्सी

१८८७ मा हेनरिच हेर्जले[३] यो पत्ता लगाएकी अल्ट्रा भायोलेट ( परावैजनी ) विकिरणले चम्केका इलेक्ट्रोडले सजिलै विद्युतीय झट्का पैदा गर्छ ।  सन् १९०० मा , कालो वस्तु विकिरणको अध्ययनको क्रममा जर्मन भौतिकशास्त्री म्याक्स प्ल्यान्कले विद्युत-चुम्बकीय तरङ्गले बोकेका शक्तिहरु मात्र ´´प्याकेट´´को रुपमा निस्कन सक्छन् । १९०५ मा , अल्बर्ट आइन्स्टानले एउटा लेख पत्र प्रस्तुत गरे जसमा प्रकाश शक्ति फोटोन ( प्याकेट )ले बोकेका हुन्छन् भन्ने उल्लेख थियो । उनको यो मोडेलले क्वान्टम मेकानिक्स (प्रमात्रा यान्त्रिकी)को बिकासमा सहयोग पुर्यायो । १९१४ मा, मिलिकनले एक प्रयोग गरे जसले आइन्स्टाइनको प्रकाश विद्युत सिद्धान्त नमुनालाई समर्थन गर्यो । "उनको प्रकाश विद्युत प्रभावको नियमको प्रतिपादन "को लागि १९२१ मा आइनस्टाइनलाई नोबेल पुरस्कार प्रदान गरियो ,[४] र १९२३ मा रोबर्ट मिलिकनलाई "इलेक्ट्रोनको चार्ज पत्ता लगाउन तथा प्रकाश विद्युत प्रभावमा उनको कार्य "को लागि नोबेल पुरस्कार प्रदान गरियो ।[५]

गणितीय विवरण[सम्पादन गर्ने]

१९०५ मा, आइन्स्टाइनले प्रकाश विद्युतको व्याख्या गर्न परिकल्पना प्रस्तुत गरे जुन म्याक्स प्ल्यांकले अघि सरेका थिए । यस अनुसार प्रकाशमा मुलभूत कण वा शक्तिको प्याकेट हुन्छ जसलाई  फोटोन वा क्वान्टा भनिन्छ ।

निस्केको इलेक्ट्रोनको अधिकतम चाल शक्ति काइनेटिक इनर्जी बराबर

जहाँ where = प्ल्यांक स्थिर  =फ्रिक्वेन्सी .  is the वर्क फंसन ( कहिले कहिँ  , or [६]), ले धातुको सतहबाट इलेक्ट्रोन बाहिर ल्याउन चाहिने न्यनतम शक्तिलाई जनाउछ । वर्क फंसनको सुत्र:

जहाँ अधिकतम  चाल शक्ति

चाल शक्ति सधै सकारात्मक हुन्छ , प्रकाशविद्युत प्रभाव हुन  [७]

सन्दर्भ[सम्पादन गर्ने]

  1. Serway, R. A. (1990). Physics for Scientists & Engineers (3rd संस्करण). Saunders. प॰ 1150. ISBN 0-03-030258-7. 
  2. Sears, F. W.; Zemansky, M. W.; Young, H. D. (1983). University Physics (6th संस्करण). Addison-Wesley. pp. 843–844. ISBN 0-201-07195-9. 
  3.   |title= रितो (सहायता)|title= অনুপস্থিত বা খালি (सहायता)
  4. "The Nobel Prize in Physics 1921", Nobel Foundation, अभिगमन मिति २०१३-०३-१६ 
  5. "The Nobel Prize in Physics 1923", Nobel Foundation, अभिगमन मिति २०१५-०३-२९ 
  6. Mee, C.; Crundell, M.; Arnold, B.; Brown, W. (2011). International A/AS Level Physics. Hodder Education. प॰ 241. ISBN 978-0-340-94564-3. 
  7. Fromhold, A. T. (1991). Quantum Mechanics for Applied Physics and Engineering. Courier Dover Publications. pp. 5–6. ISBN 978-0-486-66741-6.