আলোক-বৈদ্যুতিক প্রভাব – সমস্যা ও সমাধান

আলোক-বৈদ্যুতিক প্রভাব – সমস্যা ও সমাধান

১. সম্পর্কে সঠিক বিবৃতিটি হলো আলোক বৈদ্যুতিক প্রভাব হয়…

ক. আলোকে তরঙ্গ হিসেবে বিবেচনা করে এটি ব্যাখ্যা করা যায়।

খ. আলোর কম্পাঙ্ক বাড়লে ধাতব পৃষ্ঠ থেকে নির্গত ইলেকট্রনের সংখ্যা কমে যাবে।

গ. আলোর তীব্রতা ধাতব পৃষ্ঠ থেকে নির্গত ইলেকট্রনের শক্তিকে প্রভাবিত করে না।

D. আলোক-তড়িৎ ক্রিয়া অবলোহিত অঞ্চলে ঘটে।

E. ধাতুতে আলোর তীব্রতা বেশি হলে আলোক-তড়িৎ ক্রিয়া ঘটবে।

সমাধান

A. আলোককে তরঙ্গ হিসেবে নয়, বরং কণা হিসেবে বিবেচনা করলে আলোক-তড়িৎ ক্রিয়া ব্যাখ্যা করা যায়। আলোক শক্তি তরঙ্গের মতো অবিচ্ছিন্নভাবে বণ্টিত হয় না, বরং তা ফোটন বা আলোক কোয়ান্টা নামক ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র প্যাকেটে থাকে (বিষয়টিকে বৃষ্টির জলের মতো কল্পনা করুন)।

B. যদি আলোর কম্পাঙ্ক বর্ধিত তখন ধাতব পৃষ্ঠ থেকে বেরিয়ে আসা ইলেকট্রনের সংখ্যা বেড়ে যায়। যখন আলোর কম্পাঙ্ক বর্ধিত আলোর শক্তি বৃদ্ধি পায়। শোষিত শক্তি যত বেশি হয়, ধাতব পৃষ্ঠ থেকে তত বেশি ইলেকট্রন বেরিয়ে আসে।

C. আলোর তীব্রতা বলতে শক্তি নির্গমনের গতি বা ধাতব পৃষ্ঠে আলোক শক্তির দ্রুততাকে বোঝায়। আলো বর্ধিত মানে এই নয় যে আলোর শক্তি বৃদ্ধি পায়। ফোটন শক্তি (E = hf) কম্পাঙ্ক (f) বা তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং প্ল্যাঙ্কের ধ্রুবক (h)-এর উপর নির্ভর করে।

D. আলোক-তড়িৎ ক্রিয়া অতিবেগুনি রশ্মির কম্পাঙ্ক বা তরঙ্গদৈর্ঘ্যে ঘটে। অতিবেগুনি কম্পাঙ্ক হলো সেই প্রান্তিক কম্পাঙ্ক, যেটিতে ফোটন শক্তি ধাতব পৃষ্ঠ থেকে ইলেকট্রন মুক্ত করতে সক্ষম হয়। অবলোহিত কম্পাঙ্ক এক্ষেত্রে প্রযোজ্য হতে পারে না, কারণ এটি অত্যন্ত ক্ষুদ্র; অন্যথায়, অতিবেগুনি রশ্মির চেয়ে বেশি কম্পাঙ্কের কারণে এক্স-রে এবং গামা রশ্মির কম্পাঙ্কও এক্ষেত্রে সম্ভব হতো।

E. আলোর তীব্রতা আলোক-তড়িৎ ক্রিয়াকে প্রভাবিত করে না।t

Tসঠিক উত্তরটি হলো C।

2.
(1) আলো শক্তির প্যাকেট দ্বারা গঠিত এমনটা ধরে নিলে আলোক-তড়িৎ ক্রিয়া ব্যাখ্যা করা যায়।
(2) আলোক-বৈদ্যুতিক প্রভাব প্রমাণ করতে পারে যে আলো একটি হিসাবে আচরণ করতে পারে তরঙ্গ
(3) ধাতব পৃষ্ঠ থেকে নির্গত ইলেকট্রনের শক্তি কম্পাঙ্কের উপর নির্ভর করে
(4) আলোক তড়িৎ ক্রিয়া অবলোহিত অঞ্চলের কাছাকাছি ঘটে।
আলোক-তড়িৎ ক্রিয়া সম্পর্কে সত্য বিবৃতিটি হলো…

ক. (1) এবং (2)

খ. (1) এবং (3)

গ. (1) এবং (4)

D. (2) এবং (3)

ই. (2) এবং (4)

সমাধান
সঠিক উত্তরটি হলো B।

3.

(1) ধাতু থেকে ইলেকট্রনের বিচ্ছিন্নতা আপতিত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য দ্বারা নির্ধারিত হয়
(2) আপতিত আলোর তীব্রতা ধাতব পৃষ্ঠ থেকে ইলেকট্রন অপসারণের নিশ্চয়তা দেয় না

(3) থ্রেশহোল্ড ফ্রিকোয়েন্সির নিচে, ইলেকট্রনগুলি ধাতুর বাইরে থাকে কারণ আগত আলোর তীব্রতা বিবর্ধিত হয়

আলোক-তড়িৎ ক্রিয়া সম্পর্কিত সঠিক বিবৃতিটি হলো.....

সমাধান
বিবৃতি (1): এই বিবৃতিটি সত্য। যদি আগত তরঙ্গদৈর্ঘ্য ধাতব প্রান্তসীমার তরঙ্গদৈর্ঘ্যের চেয়ে ছোট হয় তবে ইলেকট্রন নির্গত হয় না।

বিবৃতি (2): এই বিবৃতিটি সত্য। ধাতব পৃষ্ঠ থেকে ইলেকট্রনের নির্গমন কম্পাঙ্ক বা তরঙ্গদৈর্ঘ্য বা আলোক শক্তির উপর নির্ভর করে।

বিবৃতি (3): এই বিবৃতিটি মিথ্যা। আলোর কম্পাঙ্ক ধাতুর প্রান্তিক কম্পাঙ্কের চেয়ে বেশি হলে ধাতু থেকে ইলেকট্রন বেরিয়ে আসে। ধাতব পৃষ্ঠ থেকে ইলেকট্রনের অনুপস্থিতি আলোর তীব্রতার উপর নয়, বরং আলোর শক্তির উপর নির্ভর করে। আলোর শক্তি নির্ভর করে কম্পাঙ্ক বা তরঙ্গদৈর্ঘ্য (E = hf)। আলোর তীব্রতা আলোক শক্তি নির্গমনের হারের সাথে সম্পর্কিত।

4.

(1) যখন ধাতু তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ দ্বারা বিকিরিত হয় তখন ধাতব পৃষ্ঠ থেকে ইলেকট্রন বেরিয়ে যেতে পারে।

(2) ধাতব পৃষ্ঠ থেকে ইলেকট্রনের বিচ্ছিন্নতা আপতিত আলোর কম্পাঙ্কের উপর নির্ভর করে

(3) প্রতিটি ধাতুর জন্য কার্য অপেক্ষক একই

আলোক-তড়িৎ ক্রিয়া সম্পর্কিত সঠিক বিবৃতিটি হলো.....

সমাধান

বিবৃতি (1): এই বিবৃতিটি সত্য। তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ বিভিন্ন ধরণের তরঙ্গ নিয়ে গঠিত যাদের বিভিন্ন কম্পাঙ্ক বা তরঙ্গদৈর্ঘ্য রয়েছে। শুধুমাত্র সেই তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গই ধাতু থেকে ইলেকট্রন অপসারণ করতে পারে যার কম্পাঙ্ক বা তরঙ্গদৈর্ঘ্য প্রান্তিক কম্পাঙ্ক বা তরঙ্গদৈর্ঘ্যের চেয়ে বেশি।

বিবৃতি (2): এই বিবৃতিটি সত্য। যদি আলোর কম্পাঙ্ক ধাতুর প্রান্তিক কম্পাঙ্কের চেয়ে কম হয় তবে ইলেকট্রন ধাতু থেকে অবিচ্ছেদ্য থাকে। বিপরীতভাবে, যদি আলোর কম্পাঙ্ক ধাতুর প্রান্তিক কম্পাঙ্কের চেয়ে বেশি হয়, তবে ইলেকট্রন ধাতু থেকে মুক্ত হয়।

বিবৃতি (3): এই বিবৃতিটি মিথ্যা। ধাতুর কার্য অপেক্ষক হল ধাতব পৃষ্ঠ থেকে ইলেকট্রন অপসারণ করতে প্রয়োজনীয় ন্যূনতম কাজ বা ন্যূনতম শক্তি। প্রতিটি ধাতুর কার্য অপেক্ষক ধাতুটির বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে।

5.

(১) আলোক তড়িৎ ক্রিয়ায় বিকিরিত ইলেকট্রনগুলোকে ফোটন ইলেকট্রন বলা হয়।

(2) বিকিরিত ইলেকট্রনের হার ধাতব পৃষ্ঠে আপতিত আলোর তীব্রতার উপর নির্ভর করে না।

(3) নির্গত ইলেকট্রনের গতিশক্তি ধাতব পৃষ্ঠে আলোক তরঙ্গের শক্তির উপর নির্ভর করে।

(4) থ্রেশহোল্ড ফ্রিকোয়েন্সি (f) থেকে স্বাধীনভাবে একটি ধাতব পৃষ্ঠ থেকে ইলেকট্রন অপসারণ করতে_o)
আলোক-তড়িৎ ক্রিয়া সম্পর্কে সঠিক বিবৃতিটি হলো.....

সমাধান
(1) যে ইলেকট্রনগুলো বিকিরিত হয় তাদেরকে ফটোইলেকট্রন বলা হয়

(2) বিকিরিত ইলেকট্রন হার বলতে একটি নির্দিষ্ট সময়কালে নির্গত ইলেকট্রনের সংখ্যাকে বোঝায়। নির্গত ইলেকট্রনের হার আলোর তীব্রতা দ্বারা প্রভাবিত হয়, যেখানে আলোর তীব্রতা আলো সঞ্চালনের হারের সাথে সম্পর্কিত। আলোর তীব্রতা কেবল তখনই প্রভাব ফেলে যখন আলোর শক্তি ধাতব থ্রেশহোল্ড শক্তির চেয়ে বেশি হয়। যদি আলোর শক্তি ধাতুর থ্রেশহোল্ড শক্তির চেয়ে কম হয়, তবে আলোর তীব্রতার কোনো প্রভাব থাকে না।

(3) এই বিবৃতিটি সত্য। নির্গত ইলেকট্রনের গতিশক্তি ধাতব পৃষ্ঠের উপর আলোক তরঙ্গের শক্তির উপর নির্ভর করে। ইলেকট্রনটি ধাতব পৃষ্ঠ থেকে কেবল তখনই নির্গত হয় যখন আলোর শক্তি ধাতুর প্রান্তিক শক্তির চেয়ে বেশি হয়।

(4) এই বিবৃতিটি মিথ্যা। যদি আগত আলোক তরঙ্গের কম্পাঙ্ক ধাতব প্রান্তিক কম্পাঙ্কের চেয়ে কম হয়, তবে ইলেকট্রন নির্গত হয় না। সুতরাং ইলেকট্রনের নিঃসরণ প্রান্তিক কম্পাঙ্কের উপর নির্ভর করে।

6.
(1) ক্যাথোডকে আলোকিতকারী আলোর কম্পাঙ্ক থ্রেশহোল্ড কম্পাঙ্কের চেয়ে বেশি হতে হবে
(2) ধাতব ক্যাথোডের কার্যকরী ফাংশন ক্যাথোডকে আলোকিতকারী আলোর শক্তির চেয়ে বেশি
(3) প্রান্তিক তরঙ্গদৈর্ঘ্য অবশ্যই ক্যাথোডের উপর আপতিত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য অপেক্ষা বৃহত্তর হতে হবে
(4) ক্যাথোড থেকে নির্গত ইলেকট্রনের গতিশক্তি থ্রেশহোল্ড শক্তির চেয়ে বেশি হতে হবে
ফটোইলেকট্রনগুলির চাহিদা মেটাতে:

সমাধান
(1) এই বিবৃতিটি সত্য। যখন ক্যাথোড ধাতুতে আপতিত আলোর কম্পাঙ্ক ক্যাথোড ধাতুর প্রান্তিক কম্পাঙ্কের চেয়ে বেশি হয়, তখন আলোক তড়িৎ ক্রিয়া ঘটে।

(2) এই বিবৃতিটি মিথ্যা। কার্য অপেক্ষক হল ইলেকট্রন মুক্ত করার জন্য প্রয়োজনীয় ন্যূনতম কাজ বা ন্যূনতম শক্তি। আলোক তড়িৎ ক্রিয়া ঘটার জন্য আলোর শক্তি অবশ্যই ক্যাথোড ধাতুর কার্য অপেক্ষকের চেয়ে বেশি হতে হবে।

(3) এই বিবৃতিটি মিথ্যা। আলোক তড়িৎ ক্রিয়া ঘটে যখন ধাতব ক্যাথোডের প্রান্তিক তরঙ্গদৈর্ঘ্যের চেয়ে বেশি তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো ক্যাথোডকে আলোকিত করে।

(4) এই বিবৃতিটি সত্য। ধাতু থেকে বেরিয়ে যাওয়ার জন্য, ইলেকট্রনগুলির গতিশক্তি অবশ্যই ক্যাথোড ধাতুর প্রান্তিক শক্তির চেয়ে বেশি হতে হবে।

সঠিক উত্তরগুলি হল (1) এবং (4)।

7নিম্নলিখিত বিবৃতিটি লক্ষ্য করুন:

(1) ধাতুর কার্যকরী ক্ষমতা অবশ্যই ধাতব ক্যাথোডকে আলোকিতকারী আলোক শক্তির চেয়ে কম হতে হবে।

(2) ক্যাথোড থ্রেশহোল্ডের শক্তি ক্যাথোড ধাতুকে আলোকিতকারী আলোক শক্তির চেয়ে বেশি

(3) ক্যাথোড থেকে নির্গত ইলেকট্রনের গতিশক্তি সর্বদা ক্যাথোড থ্রেশহোল্ডের শক্তি অপেক্ষা বেশি হয়

(4) ক্যাথোড পৃষ্ঠ থেকে নির্গত ইলেকট্রনের গতিশক্তি ক্যাথোডকে আলোকিতকারী আলোর শক্তির সমানুপাতিক।

আলোক-বৈদ্যুতিক প্রভাব সম্পর্কে সঠিক বিবৃতি হচ্ছে.....

সমাধান
(1) এই বিবৃতিটি সত্য

(2) এই বিবৃতিটি মিথ্যা

(3) এই বিবৃতিটি সত্য

(4) এই বিবৃতিটি কেবল তখনই সত্য যখন ক্যাথোডের উপর আপতিত আলোর শক্তি ক্যাথোড ধাতুর প্রান্তিক শক্তির চেয়ে বেশি হয়। যদি আলোর শক্তি ধাতুর প্রান্তিক শক্তির চেয়ে কম হয় তবে ইলেকট্রনগুলি ধাতব ক্যাথোডের পৃষ্ঠ থেকে পৃথক হতে পারে না।