ફોટોઇલેક્ટ્રિક ઇફેક્ટ પ્રશ્નોના 6 ઉદાહરણો
૧. ફોટોઈલેક્ટ્રિક અસર વિશે સાચું વિધાન છે...
A. પ્રકાશને તરંગ તરીકે ગણીને ઘટના સમજાવી શકાય છે.
B. જો પ્રકાશની આવર્તન વધારવામાં આવે તો ધાતુની સપાટીમાંથી બહાર નીકળતા ઇલેક્ટ્રોન ઘટશે.
C. પ્રકાશની તીવ્રતા ધાતુની સપાટીમાંથી નીકળતા ઇલેક્ટ્રોનની ઊર્જાને અસર કરતી નથી.
D. ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસર ઇન્ફ્રારેડ ક્ષેત્રમાં થાય છે.
E. પ્રકાશની ધાતુ સાથે અથડાવાની તીવ્રતા પૂરતી મોટી હોય તો ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસર થશે.
ચર્ચા
A. પ્રકાશને તરંગો તરીકે નહીં, પણ કણો તરીકે ગણીને ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસર સમજાવી શકાય છે. તરંગો ફરતી વખતે પ્રકાશ ઊર્જા સતત વિતરિત થતી નથી, પરંતુ ફોટોન અથવા પ્રકાશ ક્વોન્ટા (તેમને વરસાદના ટીપાં તરીકે વિચારો) નામના નાના પેકેટમાં વહેંચાય છે.
B. જો પ્રકાશની આવૃત્તિ વધે છે, તો પ્રકાશની ઊર્જા વધે છે. જો પ્રકાશની ઊર્જા વધે છે, તો ઇલેક્ટ્રોનની ઊર્જા વધે છે. તેથી, પ્રકાશની આવૃત્તિ વધવાથી ઇલેક્ટ્રોનની ઊર્જા વધે છે. જો પ્રકાશની તીવ્રતા ઓછી થાય છે, તો મુક્ત થતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા ઘટે છે.
C. પ્રકાશની તીવ્રતા બહાર નીકળતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યાને અસર કરે છે અને ધાતુની સપાટીમાંથી બહાર નીકળતા ઇલેક્ટ્રોનની ઊર્જાને અસર કરતી નથી. ઇલેક્ટ્રોન ઊર્જા પ્રકાશ ઊર્જાથી પ્રભાવિત થાય છે અને પ્રકાશ ઊર્જા પ્રકાશની આવર્તન અથવા પ્રકાશની તરંગલંબાઇથી પ્રભાવિત થાય છે.
D. ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસર અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશની ફ્રીક્વન્સીઝ અથવા તરંગલંબાઇ પર થાય છે. અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશ એ થ્રેશોલ્ડ ફ્રીક્વન્સી છે જેના પર ફોટોન ઊર્જા ધાતુની સપાટી પરથી ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત કરી શકે છે. ઇન્ફ્રારેડ પ્રકાશ ખૂબ ઓછો હોવાથી તે મુક્ત કરી શકતો નથી, જ્યારે એક્સ-રે અને ગામા કિરણો અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશ કરતા વધુ ફ્રીક્વન્સીઝ હોવાથી તે મુક્ત કરી શકે છે.
E. પ્રકાશની તીવ્રતા ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસરની ઘટનાને ત્યારે જ અસર કરે છે જ્યારે પ્રકાશ ઊર્જા ધાતુના કાર્ય કાર્ય કરતા વધારે હોય છે, જ્યાં પ્રકાશની તીવ્રતા બહાર આવતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યાને અસર કરે છે અને ધાતુની સપાટીમાંથી બહાર આવતા ઇલેક્ટ્રોનની ઊર્જાને અસર કરતી નથી. ધાતુનું કાર્ય કાર્ય એ ધાતુની સપાટી પરથી ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત કરવા માટે જરૂરી ન્યૂનતમ ઊર્જા છે.
સાચો જવાબ C છે.
2. નીચેના વિધાન પર ધ્યાન આપો:
(1) ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસરને એમ ધારીને સમજાવી શકાય છે કે પ્રકાશ ઊર્જા પેકેજોનો સમાવેશ થાય છે
(2) ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસરની ઘટના સાબિત કરી શકે છે કે પ્રકાશ આ રીતે વર્તી શકે છે તરંગ
(૩) ધાતુની સપાટી પરથી ઉત્સર્જિત ઇલેક્ટ્રોનની ઊર્જા આવૃત્તિ પર આધાર રાખે છે.
(૪) ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસર ઇન્ફ્રારેડ ક્ષેત્રમાં થાય છે.
ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસર વિશે સાચું વિધાન છે...
A. (1) અને (2)
બી. (1) અને (3)
સી. (1) અને (4)
ડી. (2) અને (3)
ઇ. (2) અને (4)
ચર્ચા
પાછલા પ્રશ્નમાં આપેલા સમજૂતીનો અભ્યાસ કરો.
સાચો જવાબ B છે.
૩. નીચેના વિધાન પર ધ્યાન આપો!
(૧) ધાતુમાંથી ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત થાય છે કે નહીં તે આવતા પ્રકાશની તરંગલંબાઇ દ્વારા નક્કી થાય છે.
(2) આવતા પ્રકાશની તીવ્રતા ધાતુની સપાટી પરથી ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત થવાની ગેરંટી આપતી નથી.
(૩) થ્રેશોલ્ડ ફ્રીક્વન્સીની નીચે, આવનારા પ્રકાશની તીવ્રતામાં વધારો થાય ત્યાં સુધી ધાતુમાંથી ઇલેક્ટ્રોન હજુ પણ મુક્ત થશે.
ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસર અંગે સાચું વિધાન છે...
A. (1), (2), અને (3)
B. (1) અને (2) ફક્ત
C. (1) અને (3) ફક્ત
D. (2) અને (3) ફક્ત
E. (3) ફક્ત
ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસરની ચર્ચા
વિધાન (1): આ વિધાન સાચું છે. જો લંબાઈ તરંગ જો આવનારો પ્રકાશ ધાતુની થ્રેશોલ્ડ તરંગલંબાઇ કરતા ઓછો હોય, તો ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત થતા નથી.
વિધાન (2): આ વિધાન સાચું છે. ધાતુની સપાટી પરથી ઇલેક્ટ્રોનનું પ્રકાશન પ્રકાશની આવર્તન અથવા તરંગલંબાઇ અથવા ઊર્જા પર આધાર રાખે છે. પ્રકાશની તીવ્રતા ફક્ત ત્યારે જ મુક્ત થતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યાને અસર કરે છે જ્યારે પ્રકાશની પ્રકાશ ઊર્જા અથવા આવર્તન ધાતુની થ્રેશોલ્ડ ઊર્જા અથવા થ્રેશોલ્ડ આવર્તન કરતા વધારે હોય છે.
વિધાન (૩): આ વિધાન ખોટું છે. જો પ્રકાશ આવર્તન ધાતુની થ્રેશોલ્ડ આવર્તન કરતા વધારે હોય તો ધાતુમાંથી ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત થાય છે. ધાતુની સપાટી પરથી ઇલેક્ટ્રોનનું પ્રકાશ ઉર્જા પર આધાર રાખે છે. પ્રકાશ ઉર્જા આવર્તન અથવા તરંગલંબાઇ (E = hf) પર આધાર રાખે છે. પ્રકાશની તીવ્રતા પ્રકાશ ઉર્જા ઉત્સર્જનના દર સાથે સંબંધિત છે, તે પ્રકાશ ઉર્જાના કદને અસર કરતું નથી.
જો પ્રકાશ ઊર્જા ધાતુના કાર્ય કાર્ય (ધાતુની સપાટી પરથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે જરૂરી ન્યૂનતમ ઊર્જા) કરતા વધારે હોય, તો પ્રકાશની તીવ્રતા ધાતુમાંથી મુક્ત થતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યાને અસર કરે છે. તેનાથી વિપરીત, જો પ્રકાશ ઊર્જા ધાતુના કાર્ય કાર્ય કરતા ઓછી હોય, તો પ્રકાશની તીવ્રતા ધાતુમાંથી મુક્ત થતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યાને અસર કરતી નથી.
સાચો જવાબ B છે.
૩. નીચેના વિધાન પર ધ્યાન આપો!
(૧) જ્યારે ધાતુ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો દ્વારા ઇરેડિયેશન થાય છે ત્યારે ધાતુની સપાટીમાંથી ઇલેક્ટ્રોન ઉત્સર્જિત થઈ શકે છે.
(2) ધાતુની સપાટી પરથી ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત થાય છે કે નહીં તે આવતા પ્રકાશની આવૃત્તિ પર આધાર રાખે છે.
(3) દરેક ધાતુ માટે કાર્ય કાર્ય સમાન છે
ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસર અંગે સાચું વિધાન છે...
A. (1), (2), અને (3)
બી. (1) અને (2)
સી. (1) અને (3)
ડી. (2) અને (3)
E. (3) ફક્ત
ચર્ચા
વિધાન (૧): આ વિધાન સાચું છે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોમાં ઘણા પ્રકારના તરંગો હોય છે જેની ફ્રીક્વન્સી અથવા તરંગલંબાઇ અલગ અલગ હોય છે. ફક્ત ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો જે થ્રેશોલ્ડ ફ્રીક્વન્સી અથવા તરંગલંબાઇ કરતા વધારે હોય છે તે ધાતુમાંથી ઇલેક્ટ્રોન બહાર કાઢી શકે છે.
વિધાન (2): આ વિધાન સાચું છે. જો પ્રકાશની આવૃત્તિ ધાતુની થ્રેશોલ્ડ આવૃત્તિ કરતા ઓછી હોય, તો ધાતુમાંથી ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત થતા નથી. તેનાથી વિપરીત, જો પ્રકાશની આવૃત્તિ ધાતુની થ્રેશોલ્ડ આવૃત્તિ કરતા વધારે હોય, તો ધાતુમાંથી ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત થાય છે.
વિધાન (3): આ વિધાન ખોટું છે. જોબ ફંક્શન ધાતુ છે ન્યૂનતમ કાર્ય અથવા ધાતુની સપાટી પરથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે જરૂરી ન્યૂનતમ ઊર્જા. દરેક ધાતુનું કાર્ય કાર્ય ધાતુની લાક્ષણિકતાઓ પર આધાર રાખે છે.
સાચો જવાબ B છે.
૧૬. નીચેના વિધાન પર ધ્યાન આપો!
(1) મહત્તમ ગતિ ઊર્જા તીવ્રતા પર આધારિત નથી
(2) ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસર અલ્ટ્રાવાયોલેટ ક્ષેત્રમાં થાય છે.
(3) બધી ધાતુઓની થ્રેશોલ્ડ આવૃત્તિ સમાન છે
(4) ફોટોન આવર્તન થ્રેશોલ્ડ આવર્તન કરતા વધારે છે
ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસર અંગે સાચું વિધાન છે...
A. (1) અને (2)
બી. (1) અને (3)
સી. (2) અને (3)
ડી. (2) અને (4)
ઇ. (3) અને (4)
ચર્ચા
પાછલા વર્ષોના રાષ્ટ્રીય પરીક્ષાના પ્રશ્નોની ચર્ચામાં ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસરની ચર્ચાનો પણ અભ્યાસ કરો.
સાચો જવાબ D છે.
૬. નીચેના વિધાનો પર ધ્યાન આપો!
(1) ફોટોન ફ્રીક્વન્સી > થ્રેશોલ્ડ ફ્રીક્વન્સી, ધાતુમાંથી ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત થાય છે
(2) મહત્તમ ગતિ ઊર્જા ફોટોન ઇલેક્ટ્રોનથી પ્રભાવિત થાય છે
(3) તીવ્રતા ઇલેક્ટ્રોનની ગતિ વધારે છે
(4) આવર્તન = થ્રેશોલ્ડ આવર્તન, મહત્તમ ઇલેક્ટ્રોન ગતિ
ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસર અંગે સાચું વિધાન છે...
A. (1) અને (2)
બી. (1) અને (3)
સી. (1) અને (4)
ડી. (2) અને (4)
ઇ. (3) અને (4)
ચર્ચા
સાચો જવાબ B છે.
૧૬. નીચેના વિધાન પર ધ્યાન આપો!
(1) ધાતુમાંથી ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત થાય છે કે નહીં તેના પર તીવ્રતા અસર કરે છે.
(2) તરંગલંબાઇ ધાતુમાંથી મુક્ત થતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યાને અસર કરે છે.
(3) મહત્તમ ગતિ ઊર્જા આવર્તન દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે
(૪) જો પ્રકાશની આવર્તન > ધાતુની થ્રેશોલ્ડ આવર્તન હોય તો ધાતુમાંથી મુક્ત થતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા તેની તીવ્રતાથી પ્રભાવિત થાય છે.
ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસર અંગે ઉપરનું સાચું વિધાન છે...
A. (1) અને (2)
બી. (1) અને (3)
સી. (1) અને (4)
ડી. (2) અને (3)
ઇ. (3) અને (4)
ચર્ચા
સાચો જવાબ E છે.
પ્રશ્ન સ્ત્રોત:
સિનિયર હાઇ સ્કૂલ/વોકેશનલ હાઇ સ્કૂલ માટે રાષ્ટ્રીય પરીક્ષા ભૌતિકશાસ્ત્રના પ્રશ્નો
