ਅੰਕ 11 ਬਿਲਾਂਵਾਂ ਦੀ ਰੇਡੀਅਸ਼ਨ ਅਤੇ ਮੱਦਦ ਦਾ ਦੋਹਰਾ ਸੂਤਰ
ਅਨੁਸ਼ਾਸਨ
11.1 ਕੋਈ ਵੀ
(ਐ) ਅਧਿਕਤਮ ਫਰਕਸੀਨੀ, ਅਤੇ
(ਬ) ਅਧਿਕਤਮ ਵੱਲੋਂ ਉਤਪਾਦਿਤ ਏਕਸੀਅਰ ਦੀ ਘੱਟੋ-ਘੱਟ ਲੰਬਾਈ ਨੂੰ ਪਤਾ ਕਰੋ $30 \mathrm{kV}$ ਇਲੈਕਟਰਾਂਸ ਦੁਆਰਾ.
Show Answer
ਜਵਾਬ
ਇਲੈਕਟਰਾਂ ਦਾ ਪੌਟੈਂਸ਼ੀਅਲ, $V=30 \mathrm{kV}=3 \times 10^{4} \mathrm{~V}$
ਇਸ ਲਈ, ਇਲੈਕਟਰਾਂ ਦੀ ਊਰਜਾ, $E=3 \times 10^{4} \mathrm{eV}$
ਜਿੱਥੇ,
$e=$ ਇਲੈਕਟਰਾਨ ਦਾ ਚਾਰਜ $=1.6 \times 10^{-19} \mathrm{C}$
(ਐ) ਏਕਸੀਅਰ ਦੁਆਰਾ ਉਤਪਾਦਿਤ ਅਧਿਕਤਮ ਫਰਕਸੀਨੀ $\mathrm{X}$-ਰੇਜ਼ $=v$
ਇਲੈਕਟਰਾਂ ਦੀ ਊਰਜਾ ਦੇ ਸੰਬੰਧ ਦੁਆਰਾ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ ਹੈ:
$E=h v$
ਜਿੱਥੇ,
$h=$ ਪਲੈਂਕ ਦੀ ਸੰਖਿਆ $=6.626 \times 10^{-34} \mathrm{Js}$
$\therefore v=\frac{E}{h}$
$$ =\frac{1.6 \times 10^{-19} \times 3 \times 10^{4}}{6.626 \times 10^{-34}}=7.24 \times 10^{18} \mathrm{~Hz} $$
ਇਸ ਲਈ, ਏਕਸੀਅਰ ਦੁਆਰਾ ਉਤਪਾਦਿਤ ਅਧਿਕਤਮ ਫਰਕਸੀਨੀ $7.24 \times 10^{18} \mathrm{~Hz}$ ਹੈ।
(ਬ) ਏਕਸੀਅਰ ਦੁਆਰਾ ਉਤਪਾਦਿਤ ਘੱਟੋ-ਘੱਟ ਲੰਬਾਈ ਦਿੱਤੀ ਗਈ ਹੈ:
$$ \begin{aligned} & \lambda=\frac{c}{v} \\ & =\frac{3 \times 10^{8}}{7.24 \times 10^{18}}=4.14 \times 10^{-11} \mathrm{~m}=0.0414 \mathrm{~nm} \end{aligned} $$
ਇਸ ਲਈ, ਏਕਸੀਅਰ ਦੁਆਰਾ ਉਤਪਾਦਿਤ ਘੱਟੋ-ਘੱਟ ਲੰਬਾਈ $0.0414 \mathrm{~nm}$ ਹੈ।
11.2 ਸੀਜ਼ੀਅਮ ਧਾਤੂ ਦਾ ਕੰਮ ਫੰਕਸ਼ਨ $2.14 \mathrm{eV}$ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਪਰਦੇ ਦੀ ਫਰਕਸੀਨੀ $6 \times 10^{14} \mathrm{~Hz}$ ਦੇ ਆਲੋਚਨ ਨਾਲ ਧਾਤੂ ਦੀ ਪੱਛਮ ਤੇ ਆਵਾਜ਼ ਆਉਂਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਇਲੈਕਟਰਾਂ ਦੀ ਫੋਟੋ-ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਨ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਜਾਣੋ
(ਐ) ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਿਤ ਇਲੈਕਟਰਾਂ ਦੀ ਅਧਿਕਤਮ ਕਿਨੈਟਿਕ ਊਰਜਾ,
(ਬ) ਰੋਕਣ ਦਾ ਪੌਟੈਸ਼ੀਅਲ, ਅਤੇ
(ਕ) ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਿਤ ਫੋਟੋ-ਇਲੈਕਟਰਾਂ ਦੀ ਅਧਿਕਤਮ ਗਤੀ?
Show Answer
ਜਵਾਬ
ਸੀਜ਼ੀਅਸ ਧਾਤੂ ਦਾ ਕੰਮ ਫੰਕਸ਼ਨ, $\phi_{0}=2.14 \mathrm{eV}$
ਆਲੋਚਨ ਦੀ ਫਰਕਸੀਨੀ, $v=6.0 \times 10^{14} \mathrm{~Hz}$
(ਐ) ਫੋਟੋਇਲੈਕਟਰਿਕ ਪ੍ਰਭਾਵ ਦੁਆਰਾ ਅਧਿਕਤਮ ਕਿਨੈਟਿਕ ਊਰਜਾ ਦਿੱਤੀ ਗਈ ਹੈ:
$$ K=h v-\phi_{0} $$
ਜਿੱਥੇ,
$$ \begin{aligned} & h=\text { Planck’s constant }=6.626 \times 10^{-34} \mathrm{Js} \\ & \therefore K=\frac{6.626 \times 10^{34} \times 6 \times 10^{14}}{1.6 \times 10^{-19}}-2.14 \\ & \quad=2.485-2.140=0.345 \mathrm{eV} \end{aligned} $$
ਇਸ ਲਈ, ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਿਤ ਇਲੈਕਟਰਾਂ ਦੀ ਅਧਿਕਤਮ ਕਿਨੈਟਿਕ ਊਰਜਾ $0.345 \mathrm{eV}$ ਹੈ।
(ਬ) ਰੋਕਣ ਪੌਟੈਸ਼ੀਅਲ $V_{0}$ ਲਈ, ਸਾਨੂੰ ਕਿਨੈਟਿਕ ਊਰਜਾ ਦਾ ਸਮੀਖਿਆ ਕਰਨ ਦੀ ਸੂਤਰਾਂਤ ਲਿਖਣੀ ਚਾਹੀਦੀ ਹੈ:
$$ \begin{aligned} & K=e V_{0} \\ & \therefore V_{0}=\frac{K}{e} \\ & \quad=\frac{0.345 \times 1.6 \times 10^{-19}}{1.6 \times 10^{-19}}=0.345 \mathrm{~V} \end{aligned} $$
ਇਸ ਲਈ, ਮਾਦਰ ਦਾ ਰੋਕਣ ਪੌਟੈਸ਼ੀਅਲ $0.345 \mathrm{~V}$ ਹੈ।
(ਕ) ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਿਤ ਫੋਟੋ-ਇਲੈਕਟਰਾਂ ਦੀ ਅਧਿਕਤਮ ਗਤੀ $=v$
ਇਸ ਲਈ, ਕਿਨੈਟਿਕ ਊਰਜਾ ਦਾ ਸੰਬੰਧ ਲਿਖਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ:
$$ K=\frac{1}{2} m v^{2} $$
ਜਿੱਥੇ,
$$ \begin{aligned} m & =\text { Mass of an electron }=9.1 \times 10^{-31} \mathrm{~kg} \\ v^{2} & =\frac{2 K}{m} \\ & =\frac{2 \times 0.345 \times 1.6 \times 10^{-19}}{9.1 \times 10^{-31}}=0.1104 \times 10^{12} \\ \therefore v & =3.323 \times 10^{5} \mathrm{~m} / \mathrm{s}=332.3 \mathrm{~km} / \mathrm{s} \end{aligned} $$
ਇਸ ਲਈ, ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਿਤ ਫੋਟੋ-ਇਲੈਕਟਰਾਂ ਦੀ ਅਧਿਕਤਮ ਗਤੀ $332.3 \mathrm{~km} / \mathrm{s}$ ਹੈ।
11.3 ਕੁਝ ਤਜਰਬੇ ਵਿੱਚ ਫੋਟੋ-ਇਲੈਕਟਰਿਕ ਕੱਟ-ਬਾਹਰ ਵੋਲਟੇਜ $1.5 \mathrm{~V}$ ਹੈ। ਫੋਟੋ-ਇਲੈਕਟਰਾਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਿਤ ਕਰਨ ਦੀ ਅਧਿਕਤਮ ਕਿਨੈਟਿਕ ਊਰਜਾ ਕੀ ਹੈ?
Show Answer
ਜਵਾਬ
ਫੋਟੋ-ਇਲੈਕਟਰਿਕ ਕੱਟ-ਬਾਹਰ ਵੋਲਟੇਜ, $V_{0}=1.5 \mathrm{~V}$
ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਿਤ ਫੋਟੋ-ਇਲੈਕਟਰਾਂ ਦੀ ਅਧਿਕਤਮ ਕਿਨੈਟਿਕ ਊਰਜਾ ਦਿੱਤੀ ਗਈ ਹੈ:
$$ K_{e}=e V_{0} $$
ਜਿੱਥੇ,
$e=$ ਇਲੈਕਟਰਾਨ ਦਾ ਚਾਰਜ $=1.6 \times 10^{-19} \mathrm{C}$
$$ \begin{aligned} \therefore K_{e} & =1.6 \times 10^{-19} \times 1.5 \\ & =2.4 \times 10^{-19} \mathrm{~J} \end{aligned} $$
ਇਸ ਲਈ, ਦਿੱਤੇ ਤਜਰਬੇ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਿਤ ਫੋਟੋ-ਇਲੈਕਟਰਾਂ ਦੀ ਅਧਿਕਤਮ ਕਿਨੈਟਿਕ ਊਰਜਾ $2.4 \times 10^{-19} \mathrm{~J}$ ਹੈ।
11.4 ਇੱਕ ਹੀਲੀਅਮ-ਨਿਓਨ ਲੇਜਰ ਦੁਆਰਾ ਉਤਪਾਦਿਤ ਇੱਕ ਹੀਲੋਗਰਾਫਿਕ ਆਲੋਚਨ ਦੀ ਲੰਬਾਈ $632.8 \mathrm{~nm}$ ਹੈ। ਉਤਪਾਦਿਤ ਪਵਰ $9.42 \mathrm{~mW}$ ਹੈ।
(ਐ) ਆਲੋਚਨ ਬੀਮ ਵਿੱਚ ਹਰੇਕ ਫੋਟਾਨ ਦੀ ਊਰਜਾ ਅਤੇ ਮੂਲਤਵ ਪਤਾ ਕਰੋ,
(ਬ) ਇਸ ਬੀਮ ਦੁਆਰਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੇ ਜਾਣ ਵਾਲੇ ਹਰੇਕ ਫੋਟਾਨ ਦੀ ਸਕੌਟ ਵਿੱਚ ਕਿੰਨੇ ਫੋਟਾਨ ਪ੍ਰਤੀ ਸਕਿਓ ਹੋਣਗੇ, ਅਤੇ
(ਕ) ਇੱਕ ਹਾਈਡਰਜਨ ਅਤਿਵਾਹਕ ਨੂੰ ਉਸੇ ਮੂਲਤਵ ਨਾਲ ਜਿੱਤਣ ਲਈ ਕਿੰਨੀ ਗਤੀ ਵਿੱਚ ਜਾਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ?
Show Answer
ਜਵਾਬ
ਹੀਲੋਗਰਾਫਿਕ ਆਲੋਚਨ ਦੀ ਲੰਬਾਈ, $\lambda=632.8 \mathrm{~nm}=632.8 \times 10^{-9} \mathrm{~m}$
ਲੇਜਰ ਦੁਆਰਾ ਉਤਪਾਦਿਤ ਪਵਰ, $P=9.42 \mathrm{~mW}=9.42 \times 10^{-3} \mathrm{~W}$
ਪਲੈਂਕ ਦੀ ਸੰਖਿਆ, $h=6.626 \times 10^{-34} \mathrm{Js}$
ਆਲੋਚਨ ਦੀ ਗਤੀ, $c=3 \times 10^{8} \mathrm{~m} / \mathrm{s}$
ਇੱਕ ਹਾਈਡਰਜਨ ਅਤਿਵਾਹਕ ਦਾ ਮੈਸ, $m=1.66 \times 10^{-27} \mathrm{~kg}$
(ਐ) ਹਰੇਕ ਫੋਟਾਨ ਦੀ ਊਰਜਾ ਦਿੱਤੀ ਗਈ ਹੈ:
$$ \begin{aligned} E & =\frac{h c}{\lambda} \\ & =\frac{6.626 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^{8}}{632.8 \times 10^{-9}}=3.141 \times 10^{-19} \mathrm{~J} \end{aligned} $$
ਹਰੇਕ ਫੋਟਾਨ ਦਾ ਮੂਲਤਵ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ ਹੈ:
$$ \begin{aligned} P & =\frac{h}{\lambda} \\ & =\frac{6.626 \times 10^{-34}}{632.8}=1.047 \times 10^{-27} \mathrm{~kg} \mathrm{~m} \mathrm{~s}^{-1} \end{aligned} $$
(ਬ) ਬੀਮ ਦੁਆਰਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੇ ਜਾਣ ਵਾਲੇ ਹਰੇਕ ਫੋਟਾਨ ਦੀ ਸਕੌਟ ਵਿੱਚ ਕਿੰਨੇ ਫੋਟਾਨ ਪ੍ਰਤੀ ਸਕਿਓ ਹੋਣਗੇ $=n$
ਧਾਰਨ ਕਰੋ ਕਿ ਬੀਮ ਦੀ ਸਮਾਨ ਕਾਈਅ ਹੈ ਜੋ ਕਿ ਟਾਰਗਟ ਦੀ ਵਿਸ਼ਾਲਤਾ ਤੋਂ ਘੱਟ ਹੈ।
ਇਸ ਲਈ, ਪਵਰ ਦੀ ਸੂਤਰਾਂਤ ਲਿਖਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ:
$$ \begin{aligned} P & =n E \\ \therefore n & =\frac{P}{E} \\ & =\frac{9.42 \times 10^{-3}}{3.141 \times 10^{-19}} \approx 3 \times 10^{16} \text { photon } / \mathrm{s} \end{aligned} $$
(ਕ) ਹਾਈਡਰਜਨ ਅਤਿਵਾਹਕ ਦਾ ਮੂਲਤਵ ਫੋਟਾਨ ਦੇ ਮੂਲਤਵ ਵਰਗਾ ਹੈ, $p=1.047 \times 10^{-27} \mathrm{~kg} \mathrm{~m} \mathrm{~s}^{-1}$
ਮੂਲਤਵ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ ਹੈ:
$p=m v$
ਜਿੱਥੇ,
$v=$ ਹਾਈਡਰਜਨ ਅਤਿਵਾਹਕ ਦੀ ਗਤੀ
$$ \begin{aligned} \therefore v & =\frac{p}{m} \\ & =\frac{1.047 \times 10^{-27}}{1.66 \times 10^{-27}}=0.621 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \end{aligned} $$
11.5 ਫੋਟੋ-ਇਲੈਕਟਰਿਕ ਪ੍ਰਭਾਵ ਦੀ ਤਜਰਬੇ ਵਿੱਚ, ਆਲੋਚਨ ਦੀ ਆਲੋਚਨ ਦੀ ਫਰਕਸੀਨੀ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਕੱਟ-ਬਾਹਰ ਵੋਲਟੇਜ ਦੀ ਸਲਾਈ ਨੂੰ ਪਤਾ ਲਗਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ $4.12 \times 10^{-15} \mathrm{~V} \mathrm{~s}$। ਪਲੈਂਕ ਦੀ ਸੰਖਿਆ ਦਾ ਮੁੱਲ ਗਣਨਾ ਕਰੋ।
Show Answer
ਜਵਾਬ
ਕੱਟ-ਬਾਹਰ ਵੋਲਟੇਜ $(V)$ ਦੀ ਸਲਾਈ ਆਲੋਚਨ ਦੀ ਫਰਕਸੀਨੀ $(v)$ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਦਿੱਤੀ ਗਈ ਹੈ:
$\frac{V}{v}=4.12 \times 10^{-15} \mathrm{Vs}$
$V$ ਫਰਕਸੀਨੀ ਨਾਲ ਸੰਬੰਧਿਤ ਹੈ ਦੇ ਸੰਬੰਧ ਦੁਆਰਾ:
$h v=e V$
ਜਿੱਥੇ,
$e=$ ਇਲੈਕਟਰਾਨ ਦਾ ਚਾਰਜ $=1.6 \times 10^{-19} \mathrm{C}$
$h=$ ਪਲੈਂਕ ਦੀ ਸੰਖਿਆ
$\therefore h=e \times \frac{V}{v}$
$=1.6 \times 10^{-19} \times 4.12 \times 10^{-15}=6.592 \times 10^{-34} \mathrm{JS}$
ਇਸ ਲਈ, ਪਲੈਂਕ ਦੀ ਸੰਖਿਆ ਦਾ ਮੁੱਲ $6.592 \times 10^{-34} \mathrm{Js}$ ਹੈ।
11.6 ਕੁਝ ਧਾਤੂ ਲਈ ਥਰਸ਼ੋਲ ਫਰਕਸੀਨੀ $3.3 \times 10^{14} \mathrm{~Hz}$ ਹੈ। ਜੇ ਫਰਕਸੀਨੀ ਦੇ ਆਲੋਚਨ ਨਾਲ ਧਾਤੂ ਤੇ ਆਲੋਚਨ ਆਉਂਦਾ ਹੈ $8.2 \times 10^{14} \mathrm{~Hz}$, ਤਾਂ ਫੋਟੋ-ਇਲੈਕਟਰਿਕ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਨ ਲਈ ਕੱਟ-ਬਾਹਰ ਵੋਲਟੇਜ ਦੀ ਭਵਿੱਖਬਾਣੀ ਕਰੋ।
Show Answer
ਜਵਾਬ
ਧਾਤੂ ਦੀ ਥਰਸੋਲ ਫਰਕਸੀਨੀ, $v_{0}=3.3 \times 10^{14} \mathrm{~Hz}$
ਧਾਤੂ ਤੇ ਆਲੋਚਨ ਦੀ ਫਰਕਸੀਨੀ, $v=8.2 \times 10^{14} \mathrm{~Hz}$
ਇਲੈਕਟਰਾਨ ਦਾ ਚਾਰਜ, $e=1.6 \times 10^{-19} \mathrm{C}$
ਪਲੈਂਕ ਦੀ ਸੰਖਿਆ, $h=6.626 \times 10^{-34} \mathrm{Js}$
ਧਾਤੂ ਤੋਂ ਫੋਟੋ-ਇਲੈਕਟਰਿਕ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਨ ਲਈ ਕੱਟ-ਬਾਹਰ ਵੋਲਟੇਜ $=V_{0}$
ਕੱਟ-ਬਾਹਰ ਊਰਜਾ ਲਈ ਸੰਬੰਧ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ ਹੈ:
$$ \begin{aligned} e V_{0} & =h\left(v-v_{0}\right) \\ V_{0} & =\frac{h\left(v-v_{0}\right)}{e} \\ & =\frac{6.626 \times 10^{-34} \times\left(8.2 \times 10^{14}-3.3 \times 10^{14}\right)}{1.6 \times 10^{-19}}=2.0292 \mathrm{~V} \end{aligned} $$
ਇਸ ਲਈ, ਫੋਟੋ-ਇਲੈਕਟਰਿਕ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਨ ਲਈ ਕੱਟ-ਬਾਹਰ ਵੋਲਟੇਜ $2.0292 \mathrm{~V}$ ਹੈ।
11.7 ਕੁਝ ਧਾਤੂ ਲਈ ਕੰਮ ਫੰਕਸ਼ਨ $4.2 \mathrm{eV}$ ਹੈ। ਕੀ ਇਹ ਧਾਤੂ ਆਲੋਚਨ ਦੀ ਲੰਬਾਈ ਦੇ ਆਲੋਚਨ ਲਈ ਫੋਟੋ-ਇਲੈਕਟਰਿਕ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਨ ਦਿੰਦਾ ਹੋਵੇਗਾ $330 \mathrm{~nm}$ ?
Show Answer
ਜਵਾਬ
ਧਾਤੂ ਦਾ ਕੰਮ ਫੰਕਸ਼ਨ, $\phi_{0}=4.2 \mathrm{eV}$
ਇਲੈਕਟਰਾਨ ਦਾ ਚਾਰਜ, $e=1.6 \times 10^{-19} \mathrm{C}$
ਪਲੈਂਕ ਦੀ ਸੰਖਿਆ, $h=6.626 \times 10^{-34} \mathrm{Js}$
ਆਲੋਚਨ ਦੀ ਲੰਬਾਈ, $\lambda=330 \mathrm{~nm}=330 \times 10^{-9} \mathrm{~m}$
ਆਲੋਚਨ ਦੀ ਗਤੀ, $c=3 \times 10^{8} \mathrm{~m} / \mathrm{s}$
ਆਲੋਚਨ ਦਾ ਫੋਟਾਨ ਦਾ ਊਰਜਾ ਦਿੱਤੀ ਗਈ ਹੈ:
$$ \begin{aligned} E & =\frac{h c}{\lambda} \\ & =\frac{6.626 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^{8}}{330 \times 10^{-9}}=6.0 \times 10^{-19} \mathrm{~J} \\ & =\frac{6.0 \times 10^{-19}}{1.6 \times 10^{-19}}=3.76 \mathrm{eV} \end{aligned} $$
ਇੱਕ ਨਿਸ਼ਾਨਾ ਲਗਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਕਿ ਆਲੋਚਨ ਦੀ ਊਰਜਾ ਧਾਤੂ ਦੇ ਕੰਮ ਫੰਕਸ਼ਨ ਤੋਂ ਘੱਟ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, ਕੋਈ ਫੋਟੋ-ਇਲੈਕਟਰਿਕ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਨ ਹੋਣਗਾ ਨਹੀਂ।
11.8 ਫਰਕਸੀਨੀ ਦੀ ਆਲੋਚਨ $7.21 \times 10^{14} \mathrm{~Hz}$ ਇੱਕ ਧਾਤੂ ਦੀ ਪੱਛਮ ਤੇ ਆਉਂਦੀ ਹੈ। ਪੱਛਮ ਤੋਂ ਇਲੈਕਟਰਾਂ ਦੀ ਅਧਿਕਤਮ ਗਤੀ $6.0 \times 10^{5} \mathrm{~m} / \mathrm{s}$ ਹੈ। ਫੋਟੋ-ਇਲੈਕਟਰਿਕ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਨ ਲਈ ਥਰਸੋਲ ਫਰਕਸੀਨੀ ਕੀ ਹੈ?
Show Answer
ਜਵਾਬ
ਆਲੋਚਨ ਦਾ ਫੋਟਾਨ ਦੀ ਫਰਕਸੀਨੀ, $v=488 \mathrm{~nm}=488 \times 10^{-9} \mathrm{~m}$
ਇਲੈਕਟਰਾਂ ਦੀ ਅਧਿਕਤਮ ਗਤੀ, $v=6.0 \times 10^{5} \mathrm{~m} / \mathrm{s}$
ਪਲੈਂਕ ਦੀ ਸੰਖਿਆ, $h=6.626 \times 10^{-34} \mathrm{Js}$
ਇੱਕ ਇਲੈਕਟਰਾਨ ਦਾ ਮੈਸ, $m=9.1 \times 10^{-31} \mathrm{~kg}$
ਥਰਸੋਲ ਫਰਕਸੀਨੀ ਲਈ ਕਿਨੈਟਿਕ ਊਰਜਾ ਦਾ ਸੰਬੰਧ ਲਿਖਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ:
$$ \begin{aligned} & \frac{1}{2} m v^{2}=h\left(v-v_{0}\right) \\ & v_{0}=v-\frac{m v^{2}}{2 h} \\ & \quad=7.21 \times 10^{14}-\frac{\left(9.1 \times 10^{-31}\right) \times\left(6 \times 10^{5}\right)^{2}}{2 \times\left(6.626 \times 10^{-34}\right)} \\ & \quad=7.21 \times 10^{14}-2.472 \times 10^{14} \\ & \quad=4.738 \times 10^{14} \mathrm{~Hz} \end{aligned} $$
ਇਸ ਲਈ, ਫੋਟੋ-ਇਲੈਕਟਰਿਕ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਨ ਲਈ ਥਰਸੋਲ ਫਰਕਸੀਨੀ $4.738 \times 10^{14} \mathrm{~Hz}$ ਹੈ।
11.9 ਇੱਕ ਆਰਗਨ ਲੇਜਰ ਦੁਆਰਾ ਉਤਪਾਦਿਤ ਆਲੋਚਨ ਦੀ ਲੰਬਾਈ $488 \mathrm{~nm}$ ਹੈ ਜੋ ਫੋਟੋ-ਇਲੈਕਟਰਿਕ ਪ੍ਰਭਾਵ ਵਿੱਚ ਵਰਤਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਇਸ ਸਪੈਕਟਰਲ ਲਾਈਨ ਦੀ ਆਲੋਚਨ ਇਮਪੀਰ ਤੋਂ ਪ੍ਰਾਪਤ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਫੋਟੋ-ਇਲੈਕਟਰਾਂ ਦਾ ਰੋਕਣ (ਕੱਟ-ਬਾਹਰ) ਪੌਟੈਸ਼ੀਅਲ $0.38 \mathrm{~V}$ ਹੈ। ਇਮਪੀਰ ਦੇ ਬਣਾਉਣ ਵਾਲੇ ਮਾਦਰ ਨੂੰ ਪੱਛਾ ਕੀ ਕੰਮ ਫੰਕਸ਼ਨ ਹੈ?
Show Answer
ਜਵਾਬ
ਆਰਗਨ ਲੇਜਰ ਦੁਆਰਾ ਉਤਪਾਦਿਤ ਆਲੋਚਨ ਦੀ ਲੰਬਾਈ, $\lambda=488 \mathrm{~nm}$ $=488 \times 10^{-9} \mathrm{~m}$
ਫੋਟੋ-ਇਲੈਕਟਰਾਂ ਦਾ ਰੋਕਣ (ਕੱਟ-ਬਾਹਰ) ਪੌਟੈਸ਼ੀਅਲ, $V_{0}=0.38 \mathrm{~V}$
$$ \begin{aligned} & 1 \mathrm{eV}=1.6 \times 10^{-19} \mathrm{~J} \\ & \therefore V_{0}=\frac{0.38}{1.6 \times 10^{-19}} \mathrm{eV} \end{aligned} $$
ਪਲੈਂਕ ਦੀ ਸੰਖਿਆ, $h=6.6 \times 10^{-34} \mathrm{Js}$
ਇਲੈਕਟਰਾਨ ਦਾ ਚਾਰਜ, $e=1.6 \times 10^{-19} \mathrm{C}$
ਆਲੋਚਨ ਦੀ ਗਤੀ, $c=3 \times 10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$
ਈਨਸਟਾਈਨ ਦੇ ਫੋਟੋ-ਇਲੈਕਟਰਿਕ ਪ੍ਰਭਾਵ ਵਿੱਚ, ਇਮਪੀਰ ਦੇ ਮਾਦਰ ਦਾ ਕੰਮ ਫੰਕਸ਼ਨ $\Phi_{0}$ ਦੇ ਸੰਬੰਧ ਵਿੱਚ ਸੰਬੰਧ ਹੈ:
$$ \begin{aligned} & e V_{0}=\frac{h c}{\lambda}-\phi_{0} \\ & \phi_{0}=\frac{h c}{\lambda}-e V_{0} \\ & \quad=\frac{6.6 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^{8}}{1.6 \times 10^{-19} \times 488 \times 10^{-9}}-\frac{1.6 \times 10^{-19} \times 0.38}{1.6 \times 10^{-19}} \\ & \quad=2.54-0.38=2.16 \mathrm{eV} \end{aligned} $$
ਇਸ ਲਈ, ਇਮਪੀਰ ਨਾਲ ਬਣਾਉਣ ਵਾਲਾ ਮਾਦਰ ਦਾ ਕੰਮ ਫੰਕਸ਼ਨ $2.16 \mathrm{eV}$ ਹੈ।
11.10 ਇੱਕ ਬਲੈਟ ਦੀ ਮੈਸ ਦੇ ਬਾਅਦ ਦੀ ਦੇ ਬ੍ਰੌਗਲੀ ਲੰਬਾਈ ਕੀ ਹੈ (ਐ) ਇੱਕ ਬਲੈਟ ਦੀ ਮੈਸ $0.040 \mathrm{~kg}$ ਜਿੱਤਣ ਵਾਲੀ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸ ਦੀ ਗਤੀ $1.0 \mathrm{~km} / \mathrm{s}$, (ਬ) ਇੱਕ ਬਾਲ ਦੀ ਮੈਸ $0.060 \mathrm{~kg}$ ਜਿੱਤਣ ਵਾਲੀ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸ ਦੀ ਗਤੀ $1.0 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$, ਅਤੇ (ਕ) ਇੱਕ ਧੂਆ ਦੀ ਪੁੱਤੀ ਦੀ ਮੈਸ $1.0 \times 10^{-9} \mathrm{~kg}$ ਜਿੱਤਣ ਵਾਲੀ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸ ਦੀ ਗਤੀ 2.2 $\mathrm{m} / \mathrm{s}$ ?
Show Answer
ਜਵਾਬ
(ਐ) ਬਲੈਟ ਦੀ ਮੈਸ, $m=0.040 \mathrm{~kg}$
ਬਲੈਟ ਦੀ ਗਤੀ, $v=1.0 \mathrm{~km} / \mathrm{s}=1000 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$
ਪਲੈਂਕ ਦੀ ਸੰਖਿਆ, $h=6.6 \times 10^{-34} \mathrm{Js}$
ਬਲੈਟ ਦੀ ਦੇ ਬ੍ਰੌਗਲੀ ਲੰਬਾਈ ਦੇ ਸੰਬੰਧ ਦੁਆਰਾ ਦਿੱਤੀ ਗਈ ਹੈ:
$$ \begin{aligned} & \lambda=\frac{h}{m v} \\ & =\frac{6.6 \times 10^{-34}}{0.040 \times 1000}=1.65 \times 10^{-35} \mathrm{~m} \end{aligned} $$
ਬਾਲ ਦੀ ਮੈਸ, $m=0.060 \mathrm{~kg}$
ਬਾਲ ਦੀ ਗਤੀ, $v=1.0 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$
ਬਾਲ ਦੀ ਦੇ ਬ੍ਰੌਗਲੀ ਲੰਬਾਈ ਦੇ ਸੰਬੰਧ ਦੁਆਰਾ ਦਿੱਤੀ ਗਈ ਹੈ:
$$ \begin{aligned} & \lambda=\frac{h}{m v} \\ & =\frac{6.6 \times 10^{-34}}{0.060 \times 1}=1.1 \times 10^{-32} \mathrm{~m} \end{aligned} $$
(ਕ) ਧੂਆ ਦੀ ਪੁੱਤੀ ਦੀ ਮੈਸ, $m=1 \times 10^{-9} \mathrm{~kg}$
ਧੂਆ ਦੀ ਪੁੱਤੀ ਦੀ ਗਤੀ, $v=2.2 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$
ਧੂਆ ਦੀ ਪੁੱਤੀ ਦੀ ਦੇ ਬ੍ਰੌਗਲੀ ਲੰਬਾਈ ਦੇ ਸੰਬੰਧ ਦੁਆਰਾ ਦਿੱਤੀ ਗਈ ਹੈ:
$$ \lambda=\frac{h}{m v} $$
$=\frac{6.6 \times 10^{-34}}{2.2 \times 1 \times 10^{-9}}=3.0 \times 10^{-25} \mathrm{~m}$
11.11 ਦਿਖਾਓ ਕਿ ਇਲੈਕਟਰੋਮੈਗਨੈਟਿਕ ਆਲੋਚਨ ਦੀ ਲੰਬਾਈ ਇਸ ਦੇ ਕਿਉਨਟਮ (ਫੋਟਾਨ) ਦੀ ਦੇ ਬ੍ਰੌਗਲੀ ਲੰਬਾਈ ਵਰਗੀ ਹੈ।
Show Answer
ਜਵਾਬ
ਊਰਜਾ ਵਾਲੇ ਇੱਕ ਫੋਟਾਨ ਦਾ ਮੂਲਤਵ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ ਹੈ:
$$ \begin{align*} & p=\frac{h v}{c}=\frac{h}{\lambda} \\ & \lambda=\frac{h}{p} \tag{i} \end{align*} $$
ਜਿੱਥੇ,
$\lambda=$ ਇਲੈਕਟਰੋਮੈਗਨੈਟਿਕ ਆਲੋਚਨ ਦੀ ਲੰਬਾਈ
$c=$ ਆਲੋਚਨ ਦੀ ਗਤੀ
$h=$ ਪਲੈਂਕ ਦੀ ਸੰਖਿਆ
ਫੋਟਾਨ ਦੀ ਦੇ ਬ੍ਰੌਗਲੀ ਲੰਬਾਈ ਦਿੱਤੀ ਗਈ ਹੈ:
$\lambda=\frac{h}{m v}$
ਪਰ $p=m v$
$\therefore \lambda=\frac{h}{p}$
ਜਿੱਥੇ,
$m=$ ਫੋਟਾਨ ਦਾ ਮੈਸ
$v=$ ਫੋਟਾਨ ਦੀ ਗਤੀ
ਇਸ ਲਈ, ਸੂਤਰਾਂਤ (ਐਂਡ) ਅਤੇ (ਬੀ) ਤੋਂ ਇਸ ਨੂੰ ਸੋਚਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਕਿ ਇਲੈਕਟਰੋਮੈਗਨੈਟਿਕ ਆਲੋਚਨ ਦੀ ਲੰਬਾਈ ਫੋਟਾਨ ਦੀ ਦੇ ਬ੍ਰੌਗਲੀ ਲੰਬਾਈ ਵਰਗੀ ਹੈ।