অধ্যায় ১১ বিকিৰণ আৰু পদাৰ্থৰ দ্বৈত প্ৰকৃতি

১১.১ পৰিচয় [২৭৪-২৭৫]#

বিদ্যুৎচুম্বকীয় তৰংগৰ মেক্সৱেলৰ সমীকৰণ আৰু ১৮৮৭ চনত হাৰ্টজৰ বিদ্যুৎচুম্বকীয় তৰংগৰ উৎপাদন আৰু শনাক্তকৰণৰ পৰীক্ষণে পোহৰৰ তৰংগ প্ৰকৃতি দৃঢ়ভাৱে প্ৰতিষ্ঠা কৰিছিল। ১৯ শতিকাৰ শেষৰ ফালে একে সময়ছোৱাত, নিম্ন চাপত ডিচ্চাৰ্জ নলীত গেছৰ মাজেৰে বিদ্যুৎ পৰিবহণ (বৈদ্যুতিক ডিচ্চাৰ্জ)ৰ ওপৰত প্ৰায়োগিক অনুসন্ধানে বহুতো ঐতিহাসিক আৱিষ্কাৰৰ সূচনা কৰিছিল। ১৮৯৫ চনত ৰন্টজেনৰ দ্বাৰা এক্স-ৰে আৰু ১৮৯৭ চনত জে. জে. থমছনৰ দ্বাৰা ইলেক্ট্ৰনৰ আৱিষ্কাৰ আছিল পাৰমাণৱিক গঠন বুজিবলৈ গুৰুত্বপূৰ্ণ মাইলৰ খুঁটি। দেখা গৈছিল যে পাৰাৰ স্তম্ভৰ প্ৰায় $0.001 \mathrm{~mm}$ চাপত, ডিচ্চাৰ্জ নলীত থকা গেছত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্ৰ প্ৰয়োগ কৰিলে দুয়োটা ইলেক্ট্ৰ’ডৰ মাজত ডিচ্চাৰ্জ সংঘটিত হয়। কেথ’ডৰ বিপৰীতে কাঁচত এখন ফ্লুৰ’চেন্ট জ্যোতি দেখা গৈছিল। কাঁচৰ জ্যোতিৰ ৰং কাঁচৰ প্ৰকাৰৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰিছিল, ছ’ডা কাঁচৰ বাবে ই হালধীয়া-সেউজীয়া আছিল। এই ফ্লুৰ’চেন্সৰ কাৰণ কেথ’ডৰ পৰা অহা যেন লগা বিকিৰণৰ লগত জড়িত বুলি ধৰা হৈছিল। এই কেথ’ড ৰে ১৮৭০ চনত উইলিয়াম ক্ৰুকছে আৱিষ্কাৰ কৰিছিল, যিয়ে পিছত ১৮৭৯ চনত পৰামৰ্শ দিছিল যে এই ৰে বোৰ দ্ৰুত গতি কৰা ঋণাত্মক আধানযুক্ত কণাৰ ধাৰাৰে গঠিত। ব্ৰিটিছ পদাৰ্থবিজ্ঞানী জে. জে. থমছন (১৮৫৬-১৯৪০)য়ে এই অনুমান নিশ্চিত কৰিছিল। ডিচ্চাৰ্জ নলীৰ ওপৰত পাৰস্পৰিকভাৱে লম্ব বৈদ্যুতিক আৰু চুম্বকীয় ক্ষেত্ৰ প্ৰয়োগ কৰি, জে. জে. থমছনেই প্ৰথমে প্ৰায়োগিকভাৱে কেথ’ড ৰে কণাবোৰৰ গতি আৰু নিৰ্দিষ্ট আধান [আধানৰ পৰা ভৰৰ অনুপাত $(\mathrm{e} / \mathrm{m})$] নিৰ্ণয় কৰিছিল। দেখা গৈছিল যে সিহঁতে পোহৰৰ গতিৰ প্ৰায় ০.১ ৰ পৰা ০.২ গুণ বেগত গতি কৰিছিল $\left(3 \times 10^{8} \mathrm{~m} / \mathrm{s}\right)$। বৰ্তমান গ্ৰহণযোগ্য $e / \mathrm{m}$ ৰ মান হৈছে $1.76 \times 10^{11} \mathrm{C} / \mathrm{kg}$। ইয়াৰ উপৰি, $e / \mathrm{m}$ ৰ মান কেথ’ড (নিৰ্গতকাৰী) হিচাপে ব্যৱহাৰ কৰা পদাৰ্থ/ধাতুৰ প্ৰকৃতি বা ডিচ্চাৰ্জ নলীত সুমুৱাই দিয়া গেছৰ ওপৰত নিৰ্ভৰশীল নহয় বুলি পোৱা গৈছিল। এই পর্যবেক্ষণে কেথ’ড ৰে কণাবোৰৰ সাৰ্বজনীনতাৰ ইংগিত দিছিল।

প্ৰায় একে সময়তে, ১৮৮৭ চনত দেখা গৈছিল যে কিছুমান ধাতু, যেতিয়া অতিবেঙুনীয়া পোহৰৰ দ্বাৰা বিকিৰিত কৰা হয়, তেতিয়া কম বেগৰ ঋণাত্মক আধানযুক্ত কণা নিৰ্গত কৰে। লগতে, কিছুমান ধাতু উচ্চ উষ্ণতালৈ তপতালে তেতিয়া ঋণাত্মক আধানযুক্ত কণা নিৰ্গত কৰে বুলি পোৱা গৈছিল। এই কণাবোৰৰ $e / m$ ৰ মান কেথ’ড ৰে কণাবোৰৰ দৰে একে বুলি পোৱা গৈছিল। গতিকে এই পর্যবেক্ষণবোৰে 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 পৰামৰ্শ দিছিল যে সিহঁত আছিল পদাৰ্থৰ মৌলিক, সাৰ্বজনীন উপাদান। গেছৰ দ্বাৰা বিদ্যুৎ পৰিবহণৰ ওপৰত তেওঁৰ তাত্ত্বিক আৰু প্ৰায়োগিক অনুসন্ধানৰ জৰিয়তে ইলেক্ট্ৰনৰ আৱিষ্কাৰৰ বাবে, তেওঁক ১৯০৬ চনত পদাৰ্থবিজ্ঞানৰ ন’বেল বঁটা প্ৰদান কৰা হৈছিল। ১৯১৩ চনত, আমেৰিকান পদাৰ্থবিজ্ঞানী ৰ. এ. মিলিকান (১৮৬৮-১৯৫৩)য়ে এটা ইলেক্ট্ৰনৰ আধানৰ সঠিক জোখ-মাখৰ বাবে অগ্ৰগামী তেল-টোপাল পৰীক্ষা সম্পন্ন কৰিছিল। তেওঁ দেখিছিল যে এটা তেল-টোপালৰ আধান সদায় এটা মৌলিক আধান $1.602 \times 10^{-19} \mathrm{C}$ ৰ এটা পূৰ্ণাংক গুণিতক আছিল। মিলিকানৰ পৰীক্ষাই প্ৰতিষ্ঠা কৰিছিল যে বৈদ্যুতিক আধান কোৱান্টাইজড হয়। আধান $(e)$ আৰু নিৰ্দিষ্ট আধান $(e / m)$ ৰ মানৰ পৰা, ইলেক্ট্ৰনৰ ভৰ $(m)$ নিৰ্ণয় কৰিব পৰা গৈছিল।

১১.২ ইলেক্ট্ৰন নিৰ্গমন [২৭৫-২৭৬]#

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 ধাতুৰ পৃষ্ঠৰ ভিতৰত আয়নবোৰৰ আকৰ্ষণী শক্তিৰ দ্বাৰা ধৰি ৰখা হয়। ফলত, ইলেক্ট্ৰনটোৱে ধাতুৰ পৃষ্ঠৰ পৰা ওলাব পাৰে যদি ই আকৰ্ষণী টান অতিক্ৰম কৰিবলৈ পৰ্যাপ্ত শক্তি পায়। এটা ইলেক্ট্ৰনক ধাতুৰ পৃষ্ঠৰ পৰা টানি উলিয়াবলৈ এক নিৰ্দিষ্ট নিম্নতম পৰিমাণৰ শক্তিৰ প্ৰয়োজন। ধাতুৰ পৃষ্ঠৰ পৰা ওলাবলৈ এটা ইলেক্ট্ৰনৰ প্ৰয়োজন হোৱা এই নিম্নতম শক্তিক ধাতুৰ কাৰ্য্য অপেক্ষক বোলে। ইয়াক সাধাৰণতে $\phi_{0}$ ৰ দ্বাৰা 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 পার্থক্যৰ দ্বাৰা ত্বৰিত হয়, যাতে $1 \mathrm{eV}=1.602 \times 10^{-19} \mathrm{~J}$।

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 যোগান ধৰিব পাৰি:

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

(ii) ক্ষেত্ৰ নিৰ্গমন: ধাতুত এক অতি শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্ৰ ($10^{8} \mathrm{~V} \mathrm{~m}^{-1}$ ৰ ক্ৰমৰ) প্ৰয়োগ কৰি, ইলেক্ট্ৰনবোৰক ধাতুৰ পৰা টানি উলিয়াব পাৰি, যেনেকৈ এটা স্পাৰ্ক প্লাগত।

(iii) আলোক-বৈদ্যুতিক নিৰ্গমন: যেতিয়া উপযুক্ত কম্পনাংকৰ পোহৰে ধাতুৰ পৃষ্ঠক পোহৰায়, তেতিয়া ধাতুৰ পৃষ্ঠৰ পৰা ইলেক্ট্ৰন নিৰ্গত হয়। এই আলোক(পোহৰ)-উৎপাদিত ইলেক্ট্ৰনবোৰক ফটোইলেক্ট্ৰন বোলে।

১১.৩ আলোক-বৈদ্যুতিক প্ৰভাৱ [২৭৬]#

১১.৩.১ হাৰ্টজৰ পর্যবেক্ষণ [২৭৬]#

আলোক-বৈদ্যুতিক নিৰ্গমনৰ পৰিঘটনা ১৮৮৭ চনত হাইনৰিখ হাৰ্টজ (১৮৫৭-১৮৯৪) ৰ দ্বাৰা, তেওঁৰ বিদ্যুৎচুম্বকীয় তৰংগ পৰীক্ষাৰ সময়ত আৱিষ্কাৰ কৰা হৈছিল। স্পাৰ্ক ডিচ্চাৰ্জৰ দ্বাৰা বিদ্যুৎচুম্বকীয় তৰংগৰ উৎপাদনৰ ওপৰত তেওঁৰ প্ৰায়োগিক অনুসন্ধানত, হাৰ্টজে লক্ষ্য কৰিছিল যে যেতিয়া নিৰ্গতকাৰী প্লেটটো আৰ্ক লেম্পৰ পৰা অতিবেঙুনীয়া পোহৰৰ দ্বাৰা পোহৰোৱা হৈছিল, তেতিয়া ডিটেক্টৰ লুপৰ ওপৰত উচ্চ ভ’ল্টেজৰ স্পাৰ্কবোৰ বৃদ্ধি পাইছিল।

ধাতুৰ পৃষ্ঠত পৰা পোহৰে কেনেদৰেই নহওক মুক্ত, আধানযুক্ত কণাবোৰৰ পলায়ন সহজ কৰিছিল যাক আমি এতিয়া ইলেক্ট্ৰন হিচাপে জানো। যেতিয়া পোহৰ ধাতুৰ পৃষ্ঠত পৰে, পৃষ্ঠৰ ওচৰৰ কিছুমান ইলেক্ট্ৰনে আপতিত বিকিৰণৰ পৰা পৰ্যাপ্ত শক্তি শোষণ কৰে যাতে পৃষ্ঠৰ পদাৰ্থৰ ধনাত্মক আয়নবোৰৰ আকৰ্ষণ অতিক্ৰম কৰিব পাৰে। আপতিত পোহৰৰ পৰা পৰ্যাপ্ত শক্তি লাভ কৰাৰ পিছত, ইলেক্ট্ৰনবোৰে ধাতুৰ পৃষ্ঠৰ পৰা চাৰিওফালৰ স্থানলৈ ওলাই যায়।

১১.৩.২ হলৱাকছ আৰু লেনাৰ্ডৰ পর্যবেক্ষণ [২৭৬-২৭৭]#

ৱিলহেল্ম হলৱাকছ আৰু ফিলিপ লেনাৰ্ডে ১৮৮৬-১৯০২ চনৰ সময়ছোৱাত আলোক-বৈদ্যুতিক নিৰ্গমনৰ পৰিঘটনাৰ বিষয়ে বিশদভাৱে অনুসন্ধান কৰিছিল।

লেনাৰ্ড (১৮৬২-১৯৪৭)য়ে লক্ষ্য কৰিছিল যে যেতিয়া দুটা ইলেক্ট্ৰ’ড (ধাতুৰ প্লেট) থকা এভাকুৱেটেড গ্লাছ টিউবৰ নিৰ্গতকাৰী প্লেটত অতিবেঙুনীয়া ৰেডিয়েচন পৰিবলৈ দিয়া হৈছিল, তেতিয়া পৰিপথত বিদ্যুৎ প্ৰবাহিত হয় (চিত্ৰ ১১.১)। যেতিয়াই অতিবেঙুনীয়া ৰেডিয়েচন বন্ধ কৰা হৈছিল, বিদ্যুৎ প্ৰবাহো বন্ধ হৈ গৈছিল। এই পর্যবেক্ষণবোৰে সূচায় যে যেতিয়া অতিবেঙুনীয়া ৰেডিয়েচন নিৰ্গতকাৰী প্লেট $\mathrm{C}$ ত পৰে, ইয়াৰ পৰা ইলেক্ট্ৰনবোৰ উৎক্ষেপিত হয় যিবোৰ বৈদ্যুতিক ক্ষেত্ৰৰ দ্বাৰা ধনাত্মক, সংগ্ৰাহক প্লেট A ৰ ফালে আকৰ্ষিত হয়। ইলেক্ট্ৰনবোৰে এভাকুৱেটেড গ্লাছ টিউবৰ মাজেৰে প্ৰবাহিত হয়, ফলত বিদ্যুৎ প্ৰবাহ হয়। গতিকে, নিৰ্গতকাৰীৰ পৃষ্ঠত পৰা পোহৰে বাহ্যিক পৰিপথত বিদ্যুৎ সৃষ্টি কৰে। হলৱাকছ আৰু লেনাৰ্ডে অধ্যয়ন কৰিছিল যে কেনেদৰে এই ফটো প্ৰবাহ সংগ্ৰাহক প্লেট বিভৱ, আৰু আপতিত পোহৰৰ কম্পনাংক আৰু তীব্ৰতাৰ সৈতে সলনি হৈছিল।

হলৱাকছে, ১৮৮৮ চনত, অধ্যয়নটো আগবঢ়াই নিছিল আৰু এটা ঋণাত্মক আধানযুক্ত জিংক প্লেট এটা ইলেক্ট্ৰস্কোপৰ লগত সংযোগ কৰিছিল। তেওঁ লক্ষ্য কৰিছিল যে জিংক প্লেটটোৱে ইয়াৰ আধান হেৰুৱাই দিয়ে যেতিয়া ই অতিবেঙুনীয়া পোহৰৰ দ্বাৰা পোহৰোৱা হৈছিল। ইয়াৰ উপৰি, আধানবিহীন জিংক প্লেটটো ধনাত্মক আধানযুক্ত হৈ পৰিছিল যেতিয়া ই অতিবেঙুনীয়া পোহৰৰ দ্বাৰা বিকিৰিত কৰা হৈছিল। ধনাত্মক আধানযুক্ত জিংক প্লেটত ধনাত্মক আধানক আৰু বেছি বৃদ্ধি কৰা পোৱা গৈছিল যেতিয়া ই অতিবেঙুনীয়া পোহৰৰ দ্বাৰা পোহৰোৱা হৈছিল। এই পর্যবেক্ষণবোৰৰ 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 নিৰ্গতকাৰী প্লেটৰ পৰা ইলেক্ট্ৰন নিৰ্গত হোৱাৰ কাৰণ হয়। ঋণাত্মক আধানৰ বাবে, নিৰ্গত ইলেক্ট্ৰনবোৰ বৈদ্যুতিক ক্ষেত্ৰৰ দ্বাৰা সংগ্ৰাহক প্লেটৰ ফালে ঠেলা খায়। হলৱাকছ আৰু লেনাৰ্ডেও লক্ষ্য কৰিছিল যে যেতিয়া অতিবেঙুনীয়া পোহৰ নিৰ্গতকাৰী প্লেটত পৰিছিল, যেতিয়া আপতিত পোহৰৰ কম্পনাংক এক নিৰ্দিষ্ট নিম্নতম মানতকৈ কম আছিল, তেতিয়া একো ইলেক্ট্ৰন নিৰ্গত হোৱা নাছিল, যাক থ্ৰেছহ’ল্ড কম্পনাংক বোলে। এই নিম্নতম কম্পনাংক নিৰ্গতকাৰী 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 ৰুবিডিয়ামৰ দৰে কিছুমান ক্ষাৰ ধাতু দৃশ্যমান পোহৰলৈও সংবেদনশীল আছিল। এই আলোক-সংবেদনশীল পদাৰ্থবোৰে ইলেক্ট্ৰন নিৰ্গত কৰে যেতিয়া সিহঁতক পোহৰে পোহৰায়। ইলেক্ট্ৰনৰ আৱিষ্কাৰৰ পিছত, এই ইলেক্ট্ৰনবোৰক ফটোইলেক্ট্ৰন বুলি কোৱা হৈছিল। পৰিঘটনাটোক আলোক-বৈদ্যুতিক প্ৰভাৱ বোলে।

১১.৪ আলোক-বৈদ্যুতিক প্ৰভাৱৰ প্ৰায়োগিক অধ্যয়ন [২৭৭-২৭৮]#

চিত্ৰ ১১.১ ৰ আলোক-বৈদ্যুতিক প্ৰভাৱৰ প্ৰায়োগিক অধ্যয়নৰ বাবে ব্যৱহৃত ব্যৱস্থাৰ এক চhematic দৃশ্য দেখুৱাইছে। ইয়াত এভাকুৱেটেড গ্লাছ/কোৱাৰ্টজ নলী থাকে য’ত এটা পাতল আলোক-সংবেদনশীল প্লেট $\mathrm{C}$ আৰু আন এটা ধাতুৰ প্লেট A থাকে। উৎস $\mathrm{S}$ ৰ পৰা একবৰ্ণী পোহৰৰ পৰ্যাপ্ত চুটি তৰংগদৈৰ্ঘ্যৱালা ৱিণ্ড’ $\mathrm{W}$ ৰ মাজেৰে পাৰ হৈ আলোক-সংবেদনশীল প্লেট $\mathrm{C}$ (নিৰ্গতকাৰী) ত পৰে। এটা স্বচ্ছ কোৱাৰ্টজ ৱিণ্ড’ গ্লাছ টিউবত সিল কৰি দিয়া হয়, যিয়ে অতিবেঙুনীয়া ৰেডিয়েচনক ইয়াৰ মাজেৰে পাৰ হৈ আলোক-সংবেদনশীল প্লেট $\mathrm{C}$ ক বিকিৰিত কৰিবলৈ দিয়ে। প্লেট $\mathrm{C}$ ৰ দ্বাৰা ইলেক্ট্ৰনবোৰ নিৰ্গত হয় আৰু বেটাৰীৰ দ্বাৰা সৃষ্ট বৈদ্যুতিক ক্ষেত্ৰৰ দ্বাৰা প্লেট A (সংগ্ৰাহক) ৰ দ্বাৰা সংগ্ৰহ কৰা হয়। বেটাৰীয়ে প্লেটবোৰ $\mathrm{C}$ আৰু $\mathrm{A}$ ৰ মাজৰ বিভৱ পার্থক্য বজাই ৰাখে, যাক সলনি কৰিব পাৰি। প্লেটবোৰ $\mathrm{C}$ আৰু $\mathrm{A}$ ৰ প’লাৰিটি এটা কমিউটেটৰৰ দ্বাৰা বিপৰীত কৰিব পাৰি। গতিকে, প্লেট $\mathrm{A}$ ক নিৰ্গতকাৰী C ৰ সাপেক্ষে ইচ্ছাকৃত ধনাত্মক বা ঋণাত্মক বিভৱত ৰাখিব পাৰি। যেতিয়া সংগ্ৰাহক প্লেট $\mathrm{A}$ নিৰ্গতকাৰী প্লেট $\mathrm{C}$ ৰ সাপেক্ষে ধনাত্মক হয়, ইলেক্ট্ৰনবোৰ ইয়াৰ ফালে আকৰ্ষিত হয়। ইলেক্ট্ৰনৰ নিৰ্গমনে পৰিপথত বৈদ্যুতিক প্ৰবাহৰ প্রবাহ ঘটায়। নিৰ্গতকাৰী আৰু সংগ্ৰাহক প্লেটবোৰৰ মাজৰ বিভৱ পার্থক্য ভ’ল্টমিটাৰ (V) ৰ দ্বাৰা জোখা হয় আনহাতে পৰিপথত প্রবাহিত হোৱা ফলত ফটো প্ৰবাহ মাইক্ৰ’এমিটাৰ $(\mu \mathrm{A})$ ৰ দ্বাৰা জোখা হয়। সংগ্ৰাহক প্লেট A ৰ বিভৱ নিৰ্গতকাৰী প্লেট $\mathrm{C}$ ৰ সাপেক্ষে সলনি কৰি ফটো-বৈদ্যুতিক প্ৰবাহ বৃদ্ধি বা হ্ৰাস কৰিব পাৰি। আপতিত পোহৰৰ তীব্ৰতা আৰু কম্পনাংক সলনি কৰিব পাৰি, যেনেকৈ বিভৱ পার্থক্য $V$ নিৰ্গতকাৰী $\mathrm{C}$ আৰু সংগ্ৰাহক $\mathrm{A}$ ৰ মাজত সলনি কৰিব পাৰি।

চিত্ৰ ১১.১ আলোক-বৈদ্যুতিক প্ৰভাৱ অধ্যয়নৰ বাবে প্ৰায়োগিক ব্যৱস্থা।

আমি চিত্ৰ ১১.১ ৰ প্ৰায়োগিক ব্যৱস্থা ব্যৱহাৰ কৰি ফটোপ্রবাহৰ পৰিৱৰ্তন অধ্যয়ন কৰিব পাৰো (ক) বিকিৰণৰ তীব্ৰতা, (খ) আপতিত বিকিৰণৰ কম্পনাংক, (গ) প্লেটবোৰ $\mathrm{A}$ আৰু $\mathrm{C}$ ৰ মাজৰ বিভৱ পার্থক্য, আৰু (ঘ) প্লেট C ৰ পদাৰ্থৰ প্ৰকৃতিৰ সৈতে। নিৰ্গতকাৰী $\mathrm{C}$ ত পৰা পোহৰৰ পথত উপযুক্ত ৰঙীন ফিল্টাৰ বা ৰঙীন কাঁচ স্থাপন কৰি বেলেগ বেলেগ কম্পনাংকৰ পোহৰ ব্যৱহাৰ কৰিব পাৰি। পোহৰৰ উৎসৰ দূৰত্ব সলনি কৰি পোহৰৰ তীব্ৰতা সলনি কৰা হয়।

১১.৪.১ ফটোপ্রবাহৰ ওপৰত পোহৰৰ তীব্ৰতাৰ প্ৰভাৱ [২৭৮]#

সংগ্ৰাহক A ক নিৰ্গতকাৰী $\mathrm{C}$ ৰ সাপেক্ষে ধনাত্মক বিভৱত ৰখা হয় যাতে $\mathrm{C}$ ৰ পৰা উৎক্ষেপিত ইলেক্ট্ৰনবোৰ সংগ্ৰাহক A ৰ ফালে আকৰ্ষিত হয়। আপতিত বিকিৰণৰ কম্পনাংক আৰু বিভৱ স্থিৰ ৰাখি, পোহৰৰ তীব্ৰতা সলনি কৰা হয় আৰু প্ৰতিবাৰে ফলত ফটো-বৈদ্যুতিক প্ৰবাহ জোখা হয়। দেখা যায় যে ফটোপ্রবাহ আপতিত পোহৰৰ তীব্ৰতাৰ সৈতে ৰৈখিকভাৱে বৃদ্ধি পায় যেনেকৈ চিত্ৰ ১১.২ ত গ্ৰাফিকভাৱে দেখুওৱা হৈছে। ফটোপ্রবাহ প্ৰতি ছেকেণ্ডত নিৰ্গত হোৱা ফটোইলেক্ট্ৰনৰ সংখ্যাৰ সৈতে প্ৰত্যক্ষভাৱে সমানুপাতিক। ইয়াৰ অৰ্থ হৈছে প্ৰতি ছেকেণ্ডত নিৰ্গত হোৱা ফটোইলেক্ট্ৰনৰ সংখ্যা আপতিত বিকিৰণৰ তীব্ৰতাৰ সৈতে প্ৰত্যক্ষভাৱে সমানুপাতিক।

চিত্ৰ ১১.২ পোহৰৰ তীব্ৰতাৰ সৈতে ফটো-বৈদ্যুতিক প্ৰবাহৰ পৰিৱৰ্তন।

১১.৪.২ ফটো-বৈদ্যুতিক প্ৰবাহৰ ওপৰত বিভৱৰ প্ৰভাৱ [২৭৮-২৭৯]#

আমি প্ৰথমে প্লেট A ক 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 A ৰ ধনাত্মক বিভৱ ক্ৰমে সলনি কৰো আৰু প্ৰতিবাৰে ফলত ফটোপ্রবাহ জোখো। দেখা যায় যে ফটো-বৈদ্যুতিক প্ৰবাহ ধনাত্মক (ত্বৰিতকৰণ) বিভৱ বৃদ্ধিৰ সৈতে বৃদ্ধি পায়। কোনো এক স্তৰত, প্লেট A ৰ এক নিৰ্দিষ্ট ধনাত্মক বিভৱত, সকলো নিৰ্গত ইলেক্ট্ৰন প্লেট $\mathrm{A}$ ৰ দ্বাৰা সংগ্ৰহ কৰা হয় আৰু ফটো-বৈদ্যুতিক প্ৰবাহ সৰ্বোচ্চ হয় বা সম্পৃক্ত হয়। যদি আমি প্লেট A ৰ ত্বৰিতকৰণ বিভৱ আৰু বৃদ্ধি কৰো, ফটোপ্রবাহ নবঢ়ে। ফটো-বৈদ্যুতিক প্ৰবাহৰ এই সৰ্বোচ্চ মানক সম্পৃক্তি প্ৰবাহ বোলে। সম্পৃক্তি প্ৰবাহে সেই ক্ষেত্ৰক সূচায় যেতিয়া নিৰ্গতকাৰী প্লেট $\mathrm{C}$ ৰ দ্বাৰা নিৰ্গত সকলো ফটোইলেক্ট্ৰন সংগ্ৰাহক প্লেট $\mathrm{A}$ লৈ উপনীত হয়।

চিত্ৰ ১১.৩ আপতিত বিকিৰণৰ বেলেগ বেলেগ তীব্ৰতাৰ বাবে সংগ্ৰাহক প্লেট বিভৱৰ সৈতে ফটোপ্রবাহৰ পৰিৱৰ্তন।

আমি এতিয়া প্লেট $A$ ক প্লেট $\mathrm{C}$ ৰ সাপেক্ষে ঋণাত্মক (প্ৰতিহতকৰণ) বিভৱ প্ৰয়োগ কৰো আৰু ইয়াক 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 ফটোপ্রবাহ দ্ৰুতগতিত হ্ৰাস পায় যেতিয়ালৈকে ই প্লেট A ৰ ঋণাত্মক বিভৱ $V_{0}$ ৰ এক নিৰ্দিষ্ট স্পষ্টভাৱে সংজ্ঞায়িত, গুৰুত্বপূৰ্ণ মানত শূন্যলৈ নম্বৰ নহয়। আপতিত বিকিৰণৰ এক নিৰ্দিষ্ট কম্পনাংকৰ বাবে, প্লেট A ক দিয়া ঋণাত্মক (প্ৰতিহতকৰণ) বিভৱৰ নিম্নতম মান $V_{O}$ যিটোৰ বাবে ফটোপ্রবাহ বন্ধ হয় বা শূন্য হয় তাক কাট-অফ বা ষ্টপিং প’টেনচিয়েল বোলে।

ফটোইলেক্ট্ৰনৰ ক্ষেত্ৰত পর্যবেক্ষণৰ ব্যাখ্যা সৰল। ধাতুৰ পৰা নিৰ্গত সকলো ফটোইলেক্ট্ৰনৰ একে শক্তি নাথাকে। ফটো-বৈদ্যুতিক প্ৰবাহ শূন্য হয় যেতিয়া ষ্টপিং প’টেনচিয়েলটোৱে সৰ্বোচ্চ গতিশক্তি $\left(K_{\max }\right)$ ৰ সৈতে আটাইতকৈ শক্তিশালী ফটোইলেক্ট্ৰনবোৰকো প্ৰতিহত কৰিবলৈ পৰ্যাপ্ত হয়, যাতে

$K_{\max }=e V_{0} \hspace{13cm}(11.1)$

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

১১.৪.৩ ষ্টপিং প’টেনচিয়েলৰ ওপৰত আপতিত বিকিৰণৰ কম্পনাংকৰ প্ৰভাৱ [২৭৯-২৮০]#

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

চিত্ৰ ১১.৪ আপতিত বিকিৰণৰ বেলেগ বেলেগ কম্পনাংকৰ বাবে সংগ্ৰাহক প্লেট বিভৱৰ সৈতে ফটো-বৈদ্যুতিক প্ৰবাহৰ পৰিৱৰ্তন।

আমি ষ্টপিং প’টেনচিয়েলৰ বেলেগ বেলেগ মান পোৱা কিন্তু বেলেগ বেলেগ কম্পনাংকৰ আপতিত বিকিৰণৰ বাবে সম্পৃক্তি প্ৰবাহৰ একে মান পোৱা। নিৰ্গত ইলেক্ট্ৰনৰ শক্তি আপতিত বিকিৰণৰ কম্পনাংকৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰে। ষ্টপিং প’টেনচিয়েল আপতিত বিকিৰণৰ উচ্চ কম্প