১১.১ পৰিচয়

বিদ্যুৎচুম্বকীয় তৰংগৰ মেক্সৱেলৰ সমীকৰণ আৰু ১৮৮৭ চনত হাৰ্টজৰ বিদ্যুৎচুম্বকীয় তৰংগৰ উৎপাদন আৰু সনাক্তকৰণৰ পৰীক্ষাই পোহৰৰ তৰংগ প্ৰকৃতি দৃঢ়ভাৱে প্ৰতিষ্ঠা কৰিছিল। ১৯ শতিকাৰ শেষৰ ফালে একে সময়ছোৱাতেই, নিম্ন চাপত ডিচ্চাৰ্জ নলীত গেছৰ মাজেৰে বিদ্যুত পৰিবহণ (বৈদ্যুতিক ডিচ্চাৰ্জ) সম্পৰ্কীয় পৰীক্ষামূলক অনুসন্ধানে বহুতো ঐতিহাসিক আৱিষ্কাৰৰ সূচনা কৰিছিল। ১৮৯৫ চনত ৰন্টজেনৰ দ্বাৰা এক্স-ৰে আৰু ১৮৯৭ চনত জে. জে. থমছনৰ দ্বাৰা ইলেক্ট্ৰনৰ আৱিষ্কাৰ আণৱিক গঠন বুজিবৰ বাবে গুৰুত্বপূৰ্ণ মাইলৰ খুঁটি আছিল। দেখা গৈছিল যে পাৰাৰ স্তম্ভৰ প্ৰায় $0.001 \mathrm{~mm}$ চাপত, ডিচ্চাৰ্জ নলীত গেছত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্ৰ প্ৰয়োগ কৰিলে দুয়োটা ইলেক্ট্ৰ’ডৰ মাজত ডিচ্চাৰ্জ সংঘটিত হয়। কেথ’ডৰ বিপৰীত দিশৰ কাঁচত এটা ফ্লুৰ’চেন্ট জ্যোতি দেখা গৈছিল। কাঁচৰ প্ৰকাৰৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰি কাঁচৰ জ্যোতিৰ ৰং বেলেগ বেলেগ আছিল, ছ’ডা কাঁচৰ বাবে ই হালধীয়া-সেউজীয়া আছিল। এই ফ্লুৰ’চেন্সৰ কাৰণ কেথ’ডৰ পৰা অহা যেন লগা বিকিৰণৰ লগত জড়িত বুলি ধৰা হৈছিল। ১৮৭০ চনত ৱিলিয়াম ক্ৰুকছে এই কেথ’ড ৰে’বোৰ আৱিষ্কাৰ কৰিছিল, যাৰ পিছত ১৮৭৯ চনত তেওঁ প্ৰস্তাৱ দিছিল যে এই ৰে’বোৰ দ্ৰুত গতিত চলা ঋণাত্মক আধানযুক্ত কণাৰ ধাৰা নিয়ে গঠিত। ব্ৰিটিছ পদাৰ্থবিজ্ঞানী জে. জে. থমছন (১৮৫৬-১৯৪০)য়ে এই অনুমান নিশ্চিত কৰিছিল। ডিচ্চাৰ্জ নলীটোৰ ওপৰত পাৰস্পৰিকভাৱে লম্ব বৈদ্যুতিক আৰু চুম্বকীয় ক্ষেত্ৰ প্ৰয়োগ কৰি, জে. জে. থমছনেই প্ৰথমে পৰীক্ষামূলকভাৱে কেথ’ড ৰে’ কণাবোৰৰ গতি আৰু নিৰ্দিষ্ট আধান [আধান-ভৰ অনুপাত $(\mathrm{e} / \mathrm{m})$] নিৰ্ণয় কৰিছিল। দেখা গৈছিল যে সিহঁতে পোহৰৰ গতিৰ প্ৰায় ০.১ ৰ পৰা ০.২ গুণ গতিৰে গতি কৰিছিল $\left(3 \times 10^{8} \mathrm{~m} / \mathrm{s}\right)$। $e / \mathrm{m}$ৰ বৰ্তমান গৃহীত মান হৈছে $1.76 \times 10^{11} \mathrm{C} / \mathrm{kg}$। ইয়াৰ উপৰি, $e / \mathrm{m}$ৰ মান কেথ’ড (নিৰ্গতকাৰী) হিচাপে ব্যৱহৃত পদাৰ্থ/ধাতুৰ প্ৰকৃতি বা ডিচ্চাৰ্জ নলীত সুমুৱাই দিয়া গেছৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ নকৰা বুলি পোৱা গৈছিল। এই নিৰীক্ষণে কেথ’ড ৰে’ কণাবোৰৰ সাৰ্বজনীনতাৰ ইংগিত দিছিল।

প্ৰায় একে সময়তে, ১৮৮৭ চনত দেখা গৈছিল যে কিছুমান ধাতু, যেতিয়া অতিবেঙুনীয়া পোহৰেৰে ৰেডিয়’একটিভ কৰা হয়, তেতিয়া কম গতিৰ ঋণাত্মক আধানযুক্ত কণা নিৰ্গত কৰে। লগতে, কিছুমান ধাতু উচ্চ উষ্ণতালৈ তপতালে ঋণাত্মক আধানযুক্ত কণা নিৰ্গত কৰা বুলি পোৱা গৈছিল। এই কণাবোৰৰ $e / m$ৰ মান কেথ’ড ৰে’ কণাবোৰৰ দৰে একে বুলি পোৱা গৈছিল। গতিকে এই নিৰীক্ষণবোৰে প্ৰতিষ্ঠা কৰিছিল যে এই কণাবোৰ সকলোবোৰ, যদিও বেলেগ বেলেগ অৱস্থাত উৎপাদিত হৈছিল, প্ৰকৃতিত একে আছিল। জে. জে. থমছনে ১৮৯৭ চনত এই কণাবোৰক ইলেক্ট্ৰন বুলি নামকৰণ কৰিছিল, আৰু প্ৰস্তাৱ দিছিল যে সিহঁত পদাৰ্থৰ মৌলিক, সাৰ্বজনীন উপাদান আছিল। গেছৰ দ্বাৰা বিদ্যুত পৰিবহণৰ ওপৰত তেওঁৰ তাত্ত্বিক আৰু পৰীক্ষামূলক অনুসন্ধানৰ জৰিয়তে ইলেক্ট্ৰনৰ আৱিষ্কাৰৰ বাবে, তেওঁক ১৯০৬ চনত পদাৰ্থবিজ্ঞানৰ ন’বেল বঁটা প্ৰদান কৰা হৈছিল। ১৯১৩ চনত, আমেৰিকান পদাৰ্থবিজ্ঞানী ৰ. এ. মিলিকানে (১৮৬৮-১৯৫৩) এটা ইলেক্ট্ৰনৰ আধানৰ সঠিক জোখ-মাখৰ বাবে অগ্ৰগামী তেল-টোপাল পৰীক্ষা কৰিছিল। তেওঁ দেখিছিল যে তেল-টোপাল এটাত থকা আধান সদায় এটা মৌলিক আধান $1.602 \times 10^{-19} \mathrm{C}$ৰ পূৰ্ণ সংখ্যা গুণিতক আছিল। মিলিকানৰ পৰীক্ষাই প্ৰতিষ্ঠা কৰিছিল যে বৈদ্যুতিক আধান কোৱান্টাইজড। আধান $(e)$ আৰু নিৰ্দিষ্ট আধান $(e / m)$ৰ মানৰ পৰা, ইলেক্ট্ৰনৰ ভৰ $(m)$ নিৰ্ণয় কৰিব পৰা গৈছিল।

১১.২ ইলেক্ট্ৰন নিৰ্গমন

আমি জানো যে ধাতুবোৰত মুক্ত ইলেক্ট্ৰন (ঋণাত্মক আধানযুক্ত কণা) থাকে যিবোৰ সিহঁতৰ পৰিবাহীতাৰ বাবে দায়ী। কিন্তু, সাধাৰণতে মুক্ত ইলেক্ট্ৰনবোৰে ধাতুৰ পৃষ্ঠৰ পৰা ওলাই যাব নোৱাৰে। যদি এটা ইলেক্ট্ৰনে ধাতুৰ পৰা ওলাবলৈ চেষ্টা কৰে, ধাতুৰ পৃষ্ঠই ধনাত্মক আধান লাভ কৰে আৰু ইলেক্ট্ৰনটোক আকৌ ধাতুলৈ টানি আনে। গতিকে মুক্ত ইলেক্ট্ৰনটো আয়নবোৰৰ আকৰ্ষণী শক্তিৰ দ্বাৰা ধাতুৰ পৃষ্ঠৰ ভিতৰত ধৰি ৰখা হয়। ফলত, ইলেক্ট্ৰনটোৱে ধাতুৰ পৃষ্ঠৰ পৰা মাত্ৰ তেতিয়াহে ওলাব পাৰে যদি আকৰ্ষণী টান overcoming কৰিবলৈ পৰ্যাপ্ত শক্তি পায়। ধাতুৰ পৃষ্ঠৰ পৰা ইলেক্ট্ৰনটোক টানি উলিয়াবলৈ ইলেক্ট্ৰনটোক এক নিৰ্দিষ্ট নিম্নতম পৰিমাণৰ শক্তি প্ৰদান কৰাৰ প্ৰয়োজন। ধাতুৰ পৃষ্ঠৰ পৰা ওলাবলৈ ইলেক্ট্ৰন এটাক প্ৰয়োজন হোৱা এই নিম্নতম শক্তিক ধাতুৰ কাৰ্য্য অপেক্ষক বোলা হয়। সাধাৰণতে ইয়াক $\phi_{0}$ৰে সূচোৱা হয় আৰু eV (ইলেক্ট্ৰন ভ’ল্ট)ত জোখা হয়। এটা ইলেক্ট্ৰন ভ’ল্ট হৈছে এটা ইলেক্ট্ৰনে লাভ কৰা শক্তি যেতিয়া ই ১ ভ’ল্টৰ বিভৱ পাৰ্থক্যৰ দ্বাৰা ত্বৰিত হয়, গতিকে $1 \mathrm{eV}=1.602 \times 10^{-19} \mathrm{~J}$।

শক্তিৰ এই একক সাধাৰণতে পাৰমাণৱিক আৰু নিউক্লীয় পদাৰ্থবিজ্ঞানত ব্যৱহাৰ কৰা হয়। কাৰ্য্য অপেক্ষক $\left(\phi_{0}\right)$ ধাতুৰ ধৰ্ম আৰু ইয়াৰ পৃষ্ঠৰ প্ৰকৃতিৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰে।

ধাতুৰ পৃষ্ঠৰ পৰা ইলেক্ট্ৰন নিৰ্গমনৰ বাবে প্ৰয়োজনীয় নিম্নতম শক্তি তলত দিয়া যিকোনো এটা ভৌতিক প্ৰক্ৰিয়াৰ দ্বাৰা মুক্ত ইলেক্ট্ৰনবোৰক প্ৰদান কৰিব পাৰি:

(i) থাৰ্মিঅ’নিক নিৰ্গমন: উপযুক্তভাৱে তপতাই, মুক্ত ইলেক্ট্ৰনবোৰক ধাতুৰ পৰা ওলাবলৈ সক্ষম কৰাবলৈ পৰ্যাপ্ত তাপীয় শক্তি প্ৰদান কৰিব পাৰি।

(ii) ক্ষেত্ৰ নিৰ্গমন: ধাতু এটাত অতি শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্ৰ ($10^{8} \mathrm{~V} \mathrm{~m}^{-1}$ৰ ক্ৰমৰ) প্ৰয়োগ কৰি, ইলেক্ট্ৰনবোৰক স্পাৰ্ক প্লাগৰ দৰে ধাতুৰ পৰা টানি উলিয়াব পাৰি।

(iii) ফটোইলেক্ট্ৰিক নিৰ্গমন: যেতিয়া উপযুক্ত কম্পনাংকৰ পোহৰে ধাতুৰ পৃষ্ঠত পৰে, ধাতুৰ পৃষ্ঠৰ পৰা ইলেক্ট্ৰনবোৰ নিৰ্গত হয়। এই ফটো(পোহৰ)-উৎপাদিত ইলেক্ট্ৰনবোৰক ফটোইলেক্ট্ৰন বোলা হয়।

১১.৩ ফটোইলেক্ট্ৰিক প্ৰভাৱ

১১.৩.১ হাৰ্টজৰ নিৰীক্ষণ

ফটোইলেক্ট্ৰিক নিৰ্গমনৰ ঘটনাটো ১৮৮৭ চনত হেইনৰিখ হাৰ্টজে (১৮৫৭-১৮৯৪), তেওঁৰ বিদ্যুৎচুম্বকীয় তৰংগ পৰীক্ষাৰ সময়ত আৱিষ্কাৰ কৰিছিল। স্পাৰ্ক ডিচ্চাৰ্জৰ মাধ্যমত বিদ্যুৎচুম্বকীয় তৰংগৰ উৎপাদন সম্পৰ্কীয় তেওঁৰ পৰীক্ষামূলক অনুসন্ধানত, হাৰ্টজে লক্ষ্য কৰিছিল যে যেতিয়া এমিটাৰ প্লেটটো আৰ্ক লেম্পৰ পৰা অহা অতিবেঙুনীয়া পোহৰেৰে পোহৰাই দিয়া হৈছিল, ডিটেক্টৰ লুপটোৰ ওপৰত উচ্চ ভ’ল্টেজৰ স্পাৰ্কবোৰ বেছি হৈছিল।

ধাতুৰ পৃষ্ঠত পৰা পোহৰে কেনেদৰে মুক্ত, আধানযুক্ত কণাবোৰৰ পলায়ন সহজ কৰিছিল যাক আমি এতিয়া ইলেক্ট্ৰন হিচাপে জানো। যেতিয়া পোহৰ ধাতুৰ পৃষ্ঠত পৰে, পৃষ্ঠৰ ওচৰৰ কিছুমান ইলেক্ট্ৰনে আপতিত বিকিৰণৰ পৰা পৃষ্ঠৰ পদাৰ্থৰ ধনাত্মক আয়নবোৰৰ আকৰ্ষণ overcoming কৰিবলৈ পৰ্যাপ্ত শক্তি শোষণ কৰে। আপতিত পোহৰৰ পৰা পৰ্যাপ্ত শক্তি লাভ কৰাৰ পিছত, ইলেক্ট্ৰনবোৰে ধাতুৰ পৃষ্ঠৰ পৰা চৌপাশৰ স্থানলৈ ওলাই যায়।

১১.৩.২ হলৱাকছ আৰু লেনাৰ্ডৰ নিৰীক্ষণ

ৱিলহেল্ম হলৱাকছ আৰু ফিলিপ লেনাৰ্ডে ১৮৮৬-১৯০২ চনৰ সময়ছোৱাত ফটোইলেক্ট্ৰিক নিৰ্গমনৰ ঘটনাটো বিস্তাৰিতভাৱে অনুসন্ধান কৰিছিল।

লেনাৰ্ডে (১৮৬২-১৯৪৭) লক্ষ্য কৰিছিল যে যেতিয়া দুটা ইলেক্ট্ৰ’ড (ধাতুৰ প্লেট) থকা এভাকুৱেটেড গ্লাছ টিউবৰ এমিটাৰ প্লেটটোত অতিবেঙুনীয়া ৰেডিয়েচন পৰিবলৈ দিয়া হৈছিল, বৰ্তনীত প্ৰৱাহ বৈছিল (চিত্ৰ ১১.১)। যেতিয়াই অতিবেঙুনীয়া ৰেডিয়েচন বন্ধ কৰা হৈছিল, প্ৰৱাহৰ বৈয়ো বন্ধ হৈছিল। এই নিৰীক্ষণবোৰে সূচায় যে যেতিয়া অতিবেঙুনীয়া ৰেডিয়েচন এমিটাৰ প্লেট $\mathrm{C}$ত পৰে, ইয়াৰ পৰা ইলেক্ট্ৰনবোৰ উৎক্ষেপিত হয় যিবোৰ বৈদ্যুতিক ক্ষেত্ৰৰ দ্বাৰা ধনাত্মক, সংগ্ৰাহক প্লেট Aৰ ফালে আকৰ্ষিত হয়। ইলেক্ট্ৰনবোৰে এভাকুৱেটেড গ্লাছ টিউবটোৰ মাজেৰে বৈ যায়, ফলত প্ৰৱাহৰ বৈয়ো হয়। গতিকে, এমিটাৰৰ পৃষ্ঠত পৰা পোহৰে বাহ্যিক বৰ্তনীত প্ৰৱাহৰ সৃষ্টি কৰে। হলৱাকছ আৰু লেনাৰ্ডে এই ফটো প্ৰৱাহটোৱে কেনেদৰে সংগ্ৰাহক প্লেট বিভৱ, আৰু আপতিত পোহৰৰ কম্পনাংক আৰু তীব্ৰতাৰ সৈতে পৰিৱৰ্তন হৈছিল তাক অধ্যয়ন কৰিছিল।

হলৱাকছে, ১৮৮৮ চনত, অধ্যয়নটো আগবঢ়াই নিছিল আৰু এটা ঋণাত্মক আধানযুক্ত জিংক প্লেট এটা ইলেক্ট্ৰ’স্কোপৰ লগত সংযোগ কৰিছিল। তেওঁ লক্ষ্য কৰিছিল যে যেতিয়া জিংক প্লেটটো অতিবেঙুনীয়া পোহৰেৰে পোহৰোৱা হৈছিল, ইয়াৰ আধান হেৰুৱাইছিল। ইয়াৰ উপৰি, আধানহীন জিংক প্লেটটো ধনাত্মক আধানযুক্ত হৈ পৰিছিল যেতিয়া ই অতিবেঙুনীয়া পোহৰেৰে ৰেডিয়’একটিভ কৰা হৈছিল। ধনাত্মক আধানযুক্ত জিংক প্লেট এটাত থকা ধনাত্মক আধান আৰু বেছি হৈছিল যেতিয়া ই অতিবেঙুনীয়া পোহৰেৰে পোহৰোৱা হৈছিল। এই নিৰীক্ষণবোৰৰ পৰা তেওঁ সিদ্ধান্তত উপনীত হৈছিল যে অতিবেঙুনীয়া পোহৰৰ ক্ৰিয়াৰ অধীনত জিংক প্লেটৰ পৰা ঋণাত্মক আধানযুক্ত কণাবোৰ নিৰ্গত হৈছিল।

১৮৯৭ চনত ইলেক্ট্ৰনৰ আৱিষ্কাৰৰ পিছত, ই স্পষ্ট হৈ পৰিছিল যে আপতিত পোহৰে এমিটাৰ প্লেটৰ পৰা ইলেক্ট্ৰন নিৰ্গত হোৱাৰ কাৰণ হয়। ঋণাত্মক আধানৰ বাবে, নিৰ্গত ইলেক্ট্ৰনবোৰ বৈদ্যুতিক ক্ষেত্ৰৰ দ্বাৰা সংগ্ৰাহক প্লেটৰ ফালে ঠেলা খায়। হলৱাকছ আৰু লেনাৰ্ডে ইয়াও লক্ষ্য কৰিছিল যে যেতিয়া অতিবেঙুনীয়া পোহৰ এমিটাৰ প্লেটত পৰিছিল, আপতিত পোহৰৰ কম্পনাংক এক নিৰ্দিষ্ট নিম্নতম মানতকৈ কম হ’লে একো ইলেক্ট্ৰন নিৰ্গত হোৱা নাছিল, যাক থ্ৰেছহ’ল্ড কম্পনাংক বোলা হয়। এই নিম্নতম কম্পনাংক এমিটাৰ প্লেটৰ পদাৰ্থৰ প্ৰকৃতিৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰে।

দেখা গৈছিল যে জিংক, কেডমিয়াম, মেগনেছিয়াম আদি কিছুমান ধাতুৱে কেৱল চুটি তৰংগদৈৰ্ঘ্যৰ অতিবেঙুনীয়া পোহৰলেহে সঁহাৰি জনাইছিল, যিয়ে পৃষ্ঠৰ পৰা ইলেক্ট্ৰন নিৰ্গমন ঘটাইছিল। কিন্তু, লিথিয়াম, ছ’ডিয়াম, পটাছিয়াম, চিজিয়াম আৰু ৰুবিডিয়াম আদি কিছুমান এলকালি ধাতু দৃশ্যমান পোহৰলৈকো সংবেদনশীল আছিল। এই ফট’চেন্সিটিভ পদাৰ্থবোৰে পোহৰেৰে পোহৰোৱা হ’লে ইলেক্ট্ৰন নিৰ্গত কৰে। ইলেক্ট্ৰনৰ আৱিষ্কাৰৰ পিছত, এই ইলেক্ট্ৰনবোৰক ফটোইলেক্ট্ৰন বুলি কোৱা হৈছিল। ঘটনাটোক ফটোইলেক্ট্ৰিক প্ৰভাৱ বোলা হয়।

১১.৪ ফটোইলেক্ট্ৰিক প্ৰভাৱৰ পৰীক্ষামূলক অধ্যয়ন

চিত্ৰ ১১.১-এ ফটোইলেক্ট্ৰিক প্ৰভাৱৰ পৰীক্ষামূলক অধ্যয়নৰ বাবে ব্যৱহৃত ব্যৱস্থাৰ এটা চhematic দৃশ্য দেখুৱাইছে। ইয়াত এটা এভাকুৱেটেড গ্লাছ/কোৱাৰ্টজ নলী থাকে য’ত এটা পাতল ফট’চেন্সিটিভ প্লেট $\mathrm{C}$ আৰু আন এটা ধাতুৰ প্লেট A থাকে। উৎস $\mathrm{S}$ৰ পৰা অহা পৰ্যাপ্ত চুটি তৰংগদৈৰ্ঘ্যৰ একবৰ্ণী পোহৰে ৱিন্ড’ $\mathrm{W}$ৰ মাজেৰে পাৰ হৈ ফট’চেন্সিটিভ প্লেট $\mathrm{C}$ (এমিটাৰ)ত পৰে। গ্লাছ টিউবটোত এটা স্বচ্ছ কোৱাৰ্টজ ৱিন্ড’ ছীল কৰি দিয়া থাকে, যিয়ে অতিবেঙুনীয়া ৰেডিয়েচনক ইয়াৰ মাজেৰে পাৰ হ’বলৈ দিয়ে আৰু ফট’চেন্সিটিভ প্লেট $\mathrm{C}$ক ৰেডিয়’একটিভ কৰে। প্লেট $\mathrm{C}$ৰ দ্বাৰা ইলেক্ট্ৰনবোৰ নিৰ্গত হয় আৰু বেটাৰীৰ দ্বাৰা সৃষ্ট বৈদ্যুতিক ক্ষেত্ৰৰ দ্বাৰা প্লেট A (সংগ্ৰাহক)ৰ দ্বাৰা সংগৃহীত হয়। বেটাৰীটোৱে প্লেটবোৰ $\mathrm{C}$ আৰু $\mathrm{A}$ৰ মাজৰ বিভৱ পাৰ্থক্য বজাই ৰাখে, যাক পৰিৱৰ্তন কৰিব পাৰি। প্লেটবোৰ $\mathrm{C}$ আৰু $\mathrm{A}$ৰ প’লাৰিটি এটা কমিউটেটৰৰ দ্বাৰা বিপৰীত কৰিব পাৰি। গতিকে, প্লেট $\mathrm{A}$ক এমিটাৰ Cৰ সাপেক্ষে ইচ্ছাকৃত ধনাত্মক বা ঋণাত্মক বিভৱত ৰাখিব পাৰি। যেতিয়া সংগ্ৰাহক প্লেট $\mathrm{A}$ এমিটাৰ প্লেট $\mathrm{C}$তকৈ ধনাত্মক হয়, ইলেক্ট্ৰনবোৰ ইয়াৰ ফালে আকৰ্ষিত হয়। ইলেক্ট্ৰনৰ নিৰ্গমনে বৰ্তনীত বৈদ্যুতিক প্ৰৱাহৰ বৈয়োৰ সৃষ্টি কৰে। এমিটাৰ আৰু সংগ্ৰাহক প্লেটবোৰৰ মাজৰ বিভৱ পাৰ্থক্য ভ’ল্টমিটাৰ (V)ৰ দ্বাৰা জোখা হয় আনহাতে বৰ্তনীত বৈ থকা ফলস্বৰূপী ফটো প্ৰৱাহ মাইক্ৰ’এমিটাৰ $(\mu \mathrm{A})$ৰ দ্বাৰা জোখা হয়। সংগ্ৰাহক প্লেট Aৰ বিভৱক এমিটাৰ প্লেট $\mathrm{C}$ৰ সাপেক্ষে পৰিৱৰ্তন কৰি ফটোইলেক্ট্ৰিক প্ৰৱাহ বঢ়াব বা কমাব পাৰি। আপতিত পোহৰৰ তীব্ৰতা আৰু কম্পনাংক পৰিৱৰ্তন কৰিব পাৰি, লগতে এমিটাৰ $\mathrm{C}$ আৰু সংগ্ৰাহক $\mathrm{A}$ৰ মাজৰ বিভৱ পাৰ্থক্য $V$ও পৰিৱৰ্তন কৰিব পাৰি।

চিত্ৰ ১১.১ ফটোইলেক্ট্ৰিক প্ৰভাৱ অধ্যয়নৰ বাবে পৰীক্ষামূলক ব্যৱস্থা।

আমি চিত্ৰ ১১.১ৰ পৰীক্ষামূলক ব্যৱস্থাটো ব্যৱহাৰ কৰি ফট’প্ৰৱাহৰ পৰিৱৰ্তন (ক) ৰেডিয়েচনৰ তীব্ৰতা, (খ) আপতিত ৰেডিয়েচনৰ কম্পনাংক, (গ) প্লেটবোৰ $\mathrm{A}$ আৰু $\mathrm{C}$ৰ মাজৰ বিভৱ পাৰ্থক্য, আৰু (ঘ) প্লেট Cৰ পদাৰ্থৰ প্ৰকৃতিৰ সৈতে অধ্যয়ন কৰিব পাৰো। বেলেগ বেলেগ কম্পনাংকৰ পোহৰ এমিটাৰ $\mathrm{C}$ত পৰা পোহৰৰ পথত উপযুক্ত ৰঙীন ফিল্টাৰ বা ৰঙীন কাঁচ স্থাপন কৰি ব্যৱহাৰ কৰিব পাৰি। পোহৰৰ উৎসৰ দূৰত্ব পৰিৱৰ্তন কৰি পোহৰৰ তীব্ৰতা পৰিৱৰ্তন কৰা হয়।

১১.৪.১ ফট’প্ৰৱাহৰ ওপৰত পোহৰৰ তীব্ৰতাৰ প্ৰভাৱ

সংগ্ৰাহক Aক এমিটাৰ $\mathrm{C}$ৰ সাপেক্ষে ধনাত্মক বিভৱত ৰখা হয় যাতে $\mathrm{C}$ৰ পৰা উৎক্ষেপিত ইলেক্ট্ৰনবোৰ সংগ্ৰাহক Aৰ ফালে আকৰ্ষিত হয়। আপতিত ৰেডিয়েচনৰ কম্পনাংক আৰু বিভৱ স্থিৰ ৰাখি, পোহৰৰ তীব্ৰতা পৰিৱৰ্তন কৰা হয় আৰু প্ৰতিবাৰে ফলস্বৰূপী ফটোইলেক্ট্ৰিক প্ৰৱাহ জোখা হয়। দেখা যায় যে ফট’প্ৰৱাহটো আপতিত পোহৰৰ তীব্ৰতাৰ সৈতে ৰৈখিকভাৱে বাঢ়ে যেনেকৈ চিত্ৰ ১১.২ত গ্ৰাফিকভাৱে দেখুওৱা হৈছে। ফট’প্ৰৱাহটো প্ৰতি ছেকেণ্ডত নিৰ্গত হোৱা ফটোইলেক্ট্ৰনৰ সংখ্যাৰ সৈতে পোনপটীয়াকৈ সমানুপাতিক। ইয়াৰ অৰ্থ হৈছে যে প্ৰতি ছেকেণ্ডত নিৰ্গত হোৱা ফটোইলেক্ট্ৰনৰ সংখ্যা আপতিত ৰেডিয়েচনৰ তীব্ৰতাৰ সৈতে পোনপটীয়াকৈ সমানুপাতিক।

চিত্ৰ ১১.২ ফটোইলেক্ট্ৰিক প্ৰৱাহৰ পোহৰৰ তীব্ৰতাৰ সৈতে পৰিৱৰ্তন।

১১.৪.২ ফটোইলেক্ট্ৰিক প্ৰৱাহৰ ওপৰত বিভৱৰ প্ৰভাৱ

আমি প্ৰথমে প্লেট Aক প্লেট $\mathrm{C}$ৰ সাপেক্ষে কিছু ধনাত্মক বিভৱত ৰাখো আৰু প্লেট $\mathrm{C}$ক স্থিৰ কম্পনাংক $v$ আৰু স্থিৰ তীব্ৰতা $I_{1}$ৰ পোহৰেৰে পোহৰাও। আমি পিছত প্লেট Aৰ ধনাত্মক বিভৱ ক্ৰমে ক্ৰমে পৰিৱৰ্তন কৰো আৰু প্ৰতিবাৰে ফলস্বৰূপী ফট’প্ৰৱাহ জোখো। দেখা যায় যে ফটোইলেক্ট্ৰিক প্ৰৱাহটো ধনাত্মক (ত্বৰণকাৰী) বিভৱ বৃদ্ধিৰ সৈতে বৃদ্ধি পায়। কোনো এক স্তৰত, প্লেট Aৰ এক নিৰ্দিষ্ট ধনাত্মক বিভৱত, নিৰ্গত হোৱা সকলো ইলেক্ট্ৰন প্লেট $\mathrm{A}$ৰ দ্বাৰা সংগৃহীত হয় আৰু ফটোইলেক্ট্ৰিক প্ৰৱাহটো সৰ্বোচ্চ হয় বা সম্পৃক্ত হয়। যদি আমি প্লেট Aৰ ত্বৰণকাৰী বিভৱ আৰু বঢ়াও, ফট’প্ৰৱাহটো নবাঢ়ে। ফটোইলেক্ট্ৰিক প্ৰৱাহৰ এই সৰ্বোচ্চ মানক সম্পৃক্তি প্ৰৱাহ বোলা হয়। সম্পৃক্তি প্ৰৱাহে সেই ক্ষেত্ৰটোক সূচায় যেতিয়া এমিটাৰ প্লেট $\mathrm{C}$ৰ দ্বাৰা নিৰ্গত হোৱা সকলো ফটোইলেক্ট্ৰন সংগ্ৰাহক প্লেট $\mathrm{A}$লৈ উপনীত হয়।

চিত্ৰ ১১.৩ আপতিত ৰেডিয়েচনৰ বেলেগ বেলেগ তীব্ৰতাৰ বাবে সংগ্ৰাহক প্লেট বিভৱৰ সৈতে ফট’প্ৰৱাহৰ পৰিৱৰ্তন।

আমি এতিয়া প্লেট $A$ক প্লেট $\mathrm{C}$ৰ সাপেক্ষে ঋণাত্মক (প্ৰতিহতকাৰী) বিভৱ প্ৰয়োগ কৰো আৰু ইয়াক ক্ৰমে ক্ৰমে অধিক ঋণাত্মক কৰো। যেতিয়া প’লাৰিটি বিপৰীত কৰা হয়, ইলেক্ট্ৰনবোৰ প্ৰতিহত হয় আৰু কেৱল পৰ্যাপ্ত শক্তিশালী ইলেক্ট্ৰনবোৰেহে সংগ্ৰাহক $\mathrm{A}$লৈ উপনীত হ’ব পাৰে। দেখা যায় যে ফট’প্ৰৱাহটো দ্ৰুতগতিত হ্ৰাস পায় যেতিয়ালৈকে ই প্লেট Aৰ ঋণাত্মক বিভৱ $V_{0}$ৰ এক নিৰ্দিষ্ট স্পষ্টভাৱে সংজ্ঞায়িত, গুৰুত্বপূৰ্ণ মানত শূন্যলৈ নমৰে। আপতিত ৰেডিয়েচনৰ এক নিৰ্দিষ্ট কম্পনাংকৰ বাবে, প্লেট Aক দিয়া সেই ঋণাত্মক (প্ৰতিহতকাৰী) বিভৱ $V_{O}$ যিটোৰ বাবে ফট’প্ৰৱাহটো বন্ধ হয় বা শূন্য হয় তাক কাটঅফ বা ষ্টপিং প’টেনচিয়েল বোলা হয়।

ফটোইলেক্ট্ৰনৰ দৃষ্টিকোণৰ পৰা নিৰীক্ষণটোৰ ব্যাখ্যা সৰল। ধাতুৰ পৰা নিৰ্গত হোৱা সকলো ফটোইলেক্ট্ৰনৰ একে শক্তি নাথাকে। যেতিয়া ষ্টপিং প’টেনচিয়েলে সৰ্বোচ্চ গতিশক্তি $\left(K_{\max }\right)$ৰ সৈটেও আটাইতকৈ শক্তিশালী ফটোইলেক্ট্ৰনবোৰক প্ৰতিহত কৰিবলৈ পৰ্যাপ্ত হয়, তেতিয়া ফটোইলেক্ট্ৰিক প্ৰৱাহ শূন্য হয়, গতিকে

$$ \begin{equation*} K_{\max }=e V_{0} \tag{11.1} \end{equation*} $$

আমি এতিয়া একে কম্পনাংকৰ কিন্তু উচ্চ তীব্ৰতা $I_{2}$ আৰু $I_{3}\left(I_{3}>I_{2}>I_{1}\right)$ৰ আপতিত ৰেডিয়েচনৰ সৈতে এই পৰীক্ষাটো পুনৰাবৃত্তি কৰিব পাৰো। আমি লক্ষ্য কৰো যে সম্পৃক্তি প্ৰৱাহবোৰ এতিয়া উচ্চ মানত পোৱা যায়। ই দেখুৱায় যে প্ৰতি ছেকেণ্ডত অধিক ইলেক্ট্ৰন নিৰ্গত হৈছে, আপতিত ৰেডিয়েচনৰ তীব্ৰতাৰ সমানুপাতিক। কিন্তু ষ্টপিং প’টেনচিয়েলটো তীব্ৰতা $I_{1}$ৰ আপতিত ৰেডিয়েচনৰ বাবে একে থাকে, যেনেকৈ চিত্ৰ ১১.৩ত গ্ৰাফিকভাৱে দেখুওৱা হৈছে। গতিকে, আপতিত ৰেডিয়েচনৰ দিয়া কম্পনাংকৰ বাবে, ষ্টপিং প’টেনচিয়েল ইয়াৰ তীব্ৰতাৰ পৰা স্বাধীন। অন্য কথাত, ফটোইলেক্ট্ৰনবোৰৰ সৰ্বোচ্চ গতিশক্তি পোহৰৰ উৎস আৰু এমিটাৰ প্লেট পদাৰ্থৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰে, কিন্তু আপতিত ৰেডিয়েচনৰ তীব্ৰতাৰ পৰা স্বাধীন।

১১.৪.৩ ষ্টপিং প’টেনচিয়েলৰ ওপৰত আপতিত ৰেডিয়েচনৰ কম্পনাংকৰ প্ৰভাৱ

আমি এতিয়া আপতিত ৰেডিয়েচনৰ কম্পনাংক $v$ আৰু ষ্টপিং প’টেনচিয়েল $V_{0}$ৰ মাজৰ সম্পৰ্ক অধ্যয়ন কৰো। আমি বিভিন্ন কম্পনাংকত পোহৰ ৰেডিয়েচনৰ একে তীব্ৰতা উপযুক্তভাৱে সমন্বয় কৰো আৰু সংগ্ৰাহক প্লেট বিভৱৰ সৈতে ফট’প্ৰৱাহৰ পৰিৱৰ্তন অধ্যয়ন কৰো। ফলস্বৰূপী পৰিৱৰ্তন চিত্ৰ ১১.৪ত দেখুওৱা হৈছে।

চিত্ৰ ১১.৪ আপতিত ৰেডিয়েচনৰ বেলেগ বেলেগ কম্পনাংকৰ বাবে সংগ্ৰাহক প্লেট বিভৱৰ সৈতে ফটোইলেক্ট্ৰিক প্ৰৱাহৰ পৰিৱৰ্তন।

আমি ষ্টপিং প’টেনচিয়েলৰ বেলেগ বেলেগ মান পোৱা যায় কিন্তু আপতিত ৰেডিয়েচনৰ বেলেগ বেলেগ কম্পনাংকৰ বাবে সম্পৃক্তি প্ৰৱাহৰ একে মান পোৱা যায়। নিৰ্গত ইলেক্ট্ৰনবোৰৰ শক্তিয়ে আপতিত ৰেডিয়েচনবোৰৰ কম্পনাংকৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰে। ষ্টপিং প’টেনচিয়েলটো আপতিত ৰেডিয়েচনৰ উচ্চ কম্পনাংকৰ বাবে অধিক ঋণাত্মক হয়।