ફોટોઈલેક્ટ્રિક અસર એટલે શું? તેને સમજાવો.

(N/A) ફોટોઈલેક્ટ્રિક અસર: જ્યારે ચોક્કસ લઘુત્તમ આવૃત્તિ $v_{0}$ ધરાવતું વિકિરણ ધાતુની સપાટી પર અથડાય છે,ત્યારે ધાતુની સપાટીમાંથી ઈલેક્ટ્રોન ઉત્સર્જિત થાય છે. આ ઘટનાને ફોટોઈલેક્ટ્રિક અસર કહેવામાં આવે છે. ઉત્સર્જિત ઈલેક્ટ્રોનને ફોટોઈલેક્ટ્રોન કહેવાય છે.
ફોટોઈલેક્ટ્રિક અસરના અભ્યાસ માટેના સાધનો: ચોક્કસ આવૃત્તિનો પ્રકાશ શૂન્યાવકાશ ચેમ્બરની અંદર એક શુદ્ધ ધાતુની સપાટી પર અથડાય છે. ધાતુમાંથી ઈલેક્ટ્રોન બહાર નીકળે છે અને તેને ડિટેક્ટર દ્વારા ગણવામાં આવે છે જે તેમની ગતિજ ઉર્જા માપે છે.
આ પ્રયોગમાં જોવા મળેલા પરિણામો નીચે મુજબ હતા:
$(i)$. પ્રકાશનું કિરણ સપાટી પર અથડાય કે તરત જ ધાતુની સપાટીમાંથી ઈલેક્ટ્રોન ઉત્સર્જિત થાય છે,એટલે કે પ્રકાશના કિરણના અથડાવા અને ધાતુની સપાટીમાંથી ઈલેક્ટ્રોન ઉત્સર્જિત થવા વચ્ચે કોઈ સમયનો વિલંબ થતો નથી.
$(ii)$. ઉત્સર્જિત ઈલેક્ટ્રોનની સંખ્યા પ્રકાશની તીવ્રતા અથવા તેજસ્વીતાના પ્રમાણમાં હોય છે.
$(iii)$. દરેક ધાતુ માટે,એક લાક્ષણિક લઘુત્તમ આવૃત્તિ $v_{0}$ (જેને થ્રેશોલ્ડ આવૃત્તિ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) હોય છે,જેની નીચે ફોટોઈલેક્ટ્રિક અસર જોવા મળતી નથી. $v > v_{0}$ આવૃત્તિ પર,ઉત્સર્જિત ઈલેક્ટ્રોન ચોક્કસ ગતિજ ઉર્જા સાથે બહાર આવે છે. આ ઈલેક્ટ્રોનની ગતિજ ઉર્જા વપરાતા પ્રકાશની આવૃત્તિમાં વધારા સાથે વધે છે.
ઉપરોક્ત અવલોકનોને વિદ્યુતચુંબકીય તરંગ સિદ્ધાંત દ્વારા સમજાવી શકાતા નથી. આ સિદ્ધાંત મુજબ,વિકિરણો સતત હોવાથી,ધાતુની સપાટી પર તેની આવૃત્તિને ધ્યાનમાં લીધા વિના ઉર્જા એકત્રિત કરવી શક્ય હોવી જોઈએ અને આમ,તમામ આવૃત્તિઓના વિકિરણો ઈલેક્ટ્રોન ઉત્સર્જિત કરવામાં સક્ષમ હોવા જોઈએ.
તેવી જ રીતે,આ સિદ્ધાંત મુજબ,ઉત્સર્જિત ઈલેક્ટ્રોનની ઉર્જા આપાત વિકિરણની તીવ્રતા પર આધારિત હોવી જોઈએ.