Class 12PhysicsDual Nature of Radiation and matterEinstein's Photoelectric Equation and Energy Quantum of Radiation
Mediumतरंग सिद्धांत आपतित प्रकाश की आवृत्ति में परिवर्तन के साथ इलेक्ट्रॉन की गतिज ऊर्जा में परिवर्तन की व्याख्या क्यों नहीं कर सकता है?
(N/A) प्रकाश के तरंग सिद्धांत के अनुसार,तरंग की ऊर्जा उसके आयाम (तीव्रता) के वर्ग के समानुपाती होती है और यह उसकी आवृत्ति से स्वतंत्र होती है।
$1$. तरंग सिद्धांत बताता है कि धातु की सतह पर पहुँचने वाली ऊर्जा प्रकाश की तीव्रता पर निर्भर करती है,न कि उसकी आवृत्ति पर।
$2$. इसलिए,यदि तीव्रता को स्थिर रखा जाए,तो तरंग सिद्धांत के अनुसार उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों की गतिज ऊर्जा आपतित प्रकाश की आवृत्ति की परवाह किए बिना स्थिर रहनी चाहिए।
$3$. हालाँकि,प्रायोगिक अवलोकन यह दर्शाते हैं कि फोटोइलेक्ट्रॉन की अधिकतम गतिज ऊर्जा आपतित प्रकाश की आवृत्ति के साथ रैखिक रूप से बढ़ती है।
$4$. यह विसंगति इसलिए उत्पन्न होती है क्योंकि प्रकाश पदार्थ के साथ फोटॉन नामक ऊर्जा के छोटे पैकेटों के रूप में परस्पर क्रिया करता है,जहाँ प्रत्येक फोटॉन की ऊर्जा $E = h\nu$ द्वारा दी जाती है। चूंकि तरंग सिद्धांत प्रकाश को एक निरंतर तरंग के रूप में मानता है,इसलिए यह इस आवृत्ति-आधारित ऊर्जा हस्तांतरण की व्याख्या करने में विफल रहता है।
$1$. तरंग सिद्धांत बताता है कि धातु की सतह पर पहुँचने वाली ऊर्जा प्रकाश की तीव्रता पर निर्भर करती है,न कि उसकी आवृत्ति पर।
$2$. इसलिए,यदि तीव्रता को स्थिर रखा जाए,तो तरंग सिद्धांत के अनुसार उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों की गतिज ऊर्जा आपतित प्रकाश की आवृत्ति की परवाह किए बिना स्थिर रहनी चाहिए।
$3$. हालाँकि,प्रायोगिक अवलोकन यह दर्शाते हैं कि फोटोइलेक्ट्रॉन की अधिकतम गतिज ऊर्जा आपतित प्रकाश की आवृत्ति के साथ रैखिक रूप से बढ़ती है।
$4$. यह विसंगति इसलिए उत्पन्न होती है क्योंकि प्रकाश पदार्थ के साथ फोटॉन नामक ऊर्जा के छोटे पैकेटों के रूप में परस्पर क्रिया करता है,जहाँ प्रत्येक फोटॉन की ऊर्जा $E = h\nu$ द्वारा दी जाती है। चूंकि तरंग सिद्धांत प्रकाश को एक निरंतर तरंग के रूप में मानता है,इसलिए यह इस आवृत्ति-आधारित ऊर्जा हस्तांतरण की व्याख्या करने में विफल रहता है।
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