فوٹو الیکٹرک اثرات - مسائل اور حل
1. فوٹو الیکٹرک اثر کے بارے میں صحیح بیان ہے …
A. روشنی کو لہر سمجھ کر وضاحت کی جا سکتی ہے۔
B. روشنی کی فریکوئنسی بڑھنے پر دھات کی سطح سے خارج ہونے والے الیکٹران کم ہو جائیں گے۔
C. روشنی کی شدت دھات کی سطح سے نکلنے والے الیکٹران کی توانائی کو متاثر نہیں کرتی ہے۔
D. فوٹو الیکٹرک اثر انفراریڈ خطے میں ہوتا ہے۔
E. فوٹو الیکٹرک اثر اس وقت ہوگا جب دھات کی روشنی کی شدت زیادہ ہو۔
حل
A. فوٹو الیکٹرک اثر کی وضاحت روشنی کو ایک ذرہ سمجھ کر کی جا سکتی ہے نہ کہ لہر کے طور پر۔ روشنی کی توانائی مسلسل تقسیم نہیں ہوتی جب لہریں حرکت کرتی ہیں بلکہ چھوٹے پیکٹ ہوتے ہیں جنہیں فوٹوون عرف لائٹ کوانٹا کہتے ہیں (صرف اسے بارش کے پانی کی طرح تصور کریں)۔
B. اگر روشنی کی فریکوئنسی بڑھ جاتی ہے تو دھات کی سطح سے نکلنے والے الیکٹران بڑھ جاتے ہیں۔ جب روشنی کی فریکوئنسی بڑھتی ہے تو روشنی کی توانائی بڑھ جاتی ہے۔ جتنی بڑی توانائی جذب ہوتی ہے اتنے ہی زیادہ الیکٹران دھات کی سطح سے نکلتے ہیں۔
C. روشنی کی شدت توانائی کے اخراج کی رفتار یا دھات کی سطح پر روشنی کی توانائی کی رفتار سے مساوی ہے۔ روشنی کی شدت بڑھنے کا مطلب یہ نہیں ہے کہ روشنی کی توانائی بڑھ گئی ہے۔ فوٹون کی توانائی (E = hf) فریکوئنسی (f) یا طول موج اور پلانک کی مستقل (h) پر منحصر ہے۔
D. فوٹو الیکٹرک اثر بالائے بنفشی روشنی عرف الٹرا وایلیٹ شعاعوں کی تعدد یا طول موج پر ہوتا ہے۔ الٹرا وایلیٹ فریکوئنسی وہ حد کی فریکوئنسی ہے جس پر فوٹوون توانائی دھات کی سطح سے الیکٹرانوں کو جاری کرنے کے قابل ہے۔ انفراریڈ فریکوئنسی اس لیے نہیں ہو سکتی کہ یہ بہت چھوٹی ہے، ورنہ، ایکس رے اور گاما شعاعوں کی فریکوئنسی الٹرا وائلٹ سے زیادہ فریکوئنسی کی وجہ سے ہو سکتی ہے۔
E. روشنی کی شدت فوٹو الیکٹرک اثر کو متاثر نہیں کرتی ہے۔
درست جواب C ہے۔
2.
(1) فوٹو الیکٹرک اثر کی وضاحت یہ فرض کر کے کی جا سکتی ہے کہ روشنی توانائی کے پیکٹوں پر مشتمل ہے۔
(2) فوٹو الیکٹرک اثر ثابت کر سکتا ہے کہ روشنی ایک کے طور پر برتاؤ کر سکتی ہے۔ لہر
(3) دھات کی سطح سے نکلنے والی الیکٹران کی توانائی فریکوئنسی پر منحصر ہے۔
(4) فوٹو الیکٹرک اثر انفراریڈ خطے کے آس پاس میں ہوتا ہے۔
فوٹو الیکٹرک اثر کے بارے میں صحیح بیان یہ ہے…
A. (1) اور (2)
B. (1) اور (3)
C. (1) اور (4)
D. (2) اور (3)
E. (2) اور (4)
حل
صحیح جواب ہے B۔
[IRP]
3.
(1) دھات سے الیکٹران کی لاتعلقی کا تعین آنے والی روشنی کی طول موج سے ہوتا ہے۔
(2) آنے والی روشنی کی شدت دھات کی سطح سے الیکٹرانوں کو ہٹانے کی ضمانت نہیں دیتی
(3) تھریشولڈ فریکوئنسی سے نیچے، الیکٹران دھات سے باہر رہتے ہیں کیونکہ آنے والی روشنی کی شدت میں اضافہ ہوتا ہے۔
فوٹو الیکٹرک اثر سے متعلق صحیح بیان ہے...
حل
بیان (1): یہ بیان درست ہے۔ اگر آنے والی طول موج دھات کی حد کی طول موج سے چھوٹی ہے تو الیکٹران جاری نہیں ہوتے ہیں۔
بیان (2): یہ بیان درست ہے۔ دھات کی سطح سے الیکٹرانوں کا اخراج تعدد یا طول موج یا ہلکی توانائی پر منحصر ہے۔
بیان (3): یہ بیان غلط ہے۔ اگر روشنی کی فریکوئنسی دھات کی حد کی فریکوئنسی سے زیادہ ہو تو الیکٹران دھات سے باہر آتے ہیں۔ دھات کی سطح سے الیکٹرانوں کی عدم موجودگی روشنی کی شدت کے بجائے روشنی کی توانائی پر منحصر ہے۔ روشنی کی توانائی تعدد یا طول موج (E = hf) پر منحصر ہے۔ روشنی کی شدت کا تعلق روشنی کی توانائی کے اخراج کی شرح سے ہے۔
4.
(1) جب دھات برقی مقناطیسی لہروں سے خارج ہوتی ہے تو الیکٹران دھاتی سطحوں سے باہر نکل سکتے ہیں۔
(2) دھات کی سطح سے الیکٹران کی لاتعلقی آنے والی روشنی کی فریکوئنسی پر منحصر ہے۔
(3) ہر دھات کے لئے کام کی تقریب ایک ہی ہے
فوٹو الیکٹرک اثر سے متعلق صحیح بیان ہے...
حل
بیان (1): یہ بیان درست ہے۔ برقی مقناطیسی لہریں کئی قسم کی لہروں پر مشتمل ہوتی ہیں جن کی تعدد یا طول موج مختلف ہوتی ہے۔ صرف برقی مقناطیسی لہریں جن کی فریکوئنسی یا طول موج دہلیز یا طول موج کی فریکوئنسی سے زیادہ ہوتی ہے وہ دھات سے الیکٹران نکال سکتی ہیں۔
بیان (2): یہ بیان درست ہے۔ اگر روشنی کی فریکوئنسی دھات کی حد سے چھوٹی ہے تو الیکٹران دھات سے الگ نہیں ہو سکتا۔ اس کے برعکس، اگر روشنی کی فریکوئنسی دھات کی حد سے زیادہ ہے، تو الیکٹران دھات سے خارج ہوتے ہیں۔
بیان (3): یہ بیان غلط ہے۔ دھاتی کام کا فنکشن دھات کی سطح سے الیکٹرانوں کو ہٹانے کے لیے درکار کم سے کم کام یا کم سے کم توانائی ہے۔ ہر دھات کے لئے کام کی تقریب دھات کی خصوصیات پر منحصر ہے.
[IRP]
5.
( 1) فوٹو الیکٹرک اثر میں نکلنے والے الیکٹرانوں کو فوٹون الیکٹران کہتے ہیں۔
(2) تابکاری الیکٹران کی شرح روشنی کی شدت پر منحصر نہیں ہے جو دھات کی سطح سے متعلق ہے۔
(3) خارج ہونے والے الیکٹرانوں کی حرکی توانائی دھات کی سطح پر روشنی کی لہروں کی توانائی پر منحصر ہے۔
(4) کسی دھاتی سطح سے الیکٹران کو ہٹانا جو تھریشولڈ فریکوئنسی سے آزاد ہے (fo)
فوٹو الیکٹرک اثر کے بارے میں صحیح بیان یہ ہے…
حل
(1) الیکٹران جو ریڈی ایشن ہوتے ہیں انہیں فوٹو الیکٹران کہتے ہیں۔
(2) تابکاری شدہ الیکٹران کی شرح ایک مدت کے دوران خارج ہونے والے الیکٹرانوں کی تعداد یا تعداد سے مساوی ہے۔ خارج ہونے والے الیکٹرانوں کی شرح روشنی کی شدت سے متاثر ہوتی ہے، جہاں روشنی کی شدت کا تعلق روشنی کی ترسیل کی شرح سے ہوتا ہے۔ روشنی کی شدت صرف اس وقت متاثر ہوتی ہے جب روشنی کی توانائی دھاتی دہلیز کی توانائی سے زیادہ ہو۔ اگر روشنی کی توانائی دھات کی دہلیز توانائی سے چھوٹی ہے تو، روشنی کی شدت کا کوئی اثر نہیں ہوتا ہے۔
(3) یہ قول صحیح ہے۔ خارج ہونے والے الیکٹرانوں کی حرکی توانائی دھات کی سطح پر روشنی کی لہروں کی توانائی پر منحصر ہے۔ الیکٹران دھات کی سطح سے اسی وقت خارج ہوتا ہے جب روشنی کی توانائی دھات کی دہلیز سے زیادہ ہوتی ہے۔
(4) یہ قول غلط ہے۔ اگر آنے والی روشنی کی لہر کی فریکوئنسی دھاتی حد کی فریکوئنسی سے چھوٹی ہے، تو الیکٹران جاری نہیں ہوتے ہیں۔ لہذا الیکٹرانوں کا اخراج حد کی فریکوئنسی پر منحصر ہے۔
6.
(1) کیتھوڈ کو روشن کرنے والی روشنی کی فریکوئنسی دہلیز فریکوئنسی سے زیادہ ہونی چاہیے۔
(2) دھاتی کیتھوڈ کا ورکنگ فنکشن روشنی کی توانائی سے زیادہ ہے جو کیتھوڈ کو روشن کرتا ہے۔
(3) حد کی طول موج کیتھوڈ پر چمکنے والی روشنی کی طول موج سے زیادہ ہونی چاہیے۔
(4) کیتھوڈ سے خارج ہونے والے الیکٹرانوں کی حرکی توانائی دہلیز کی توانائی سے زیادہ ہونی چاہیے۔
فوٹو الیکٹران کو پورا کرنے کے لیے:
حل
(1) یہ قول صحیح ہے۔ فوٹو الیکٹرک اس وقت ہوتا ہے جب کیتھوڈ دھات کو روشن کرنے والی روشنی کی فریکوئنسی، کیتھوڈ دھات کی حد سے زیادہ ہوتی ہے۔
(2) یہ قول غلط ہے۔ کام کا فنکشن کم از کم کام یا کم از کم توانائی ہے جو الیکٹرانوں کو جاری کرنے کے لیے درکار ہے۔ فوٹو الیکٹرک ہونے کے لیے روشنی کی توانائی دھاتی کیتھوڈ کے کام کرنے والے فنکشن سے زیادہ ہونی چاہیے۔
(3) یہ قول غلط ہے۔ فوٹو الیکٹرک اس وقت ہوتا ہے جب روشنی کی طول موج کیتھوڈ کو روشن کرتی ہے، جو دھاتی کیتھوڈ کی حد طول موج سے زیادہ ہوتی ہے۔
(4) یہ قول صحیح ہے۔ دھات سے بچنے کے لیے، الیکٹرانوں کی حرکی توانائی کیتھوڈ دھات کی دہلیز توانائی سے زیادہ ہونی چاہیے۔
درست جوابات ہیں (1) اور (4)۔
[IRP]
7 درج ذیل بیان پر غور کریں:
(1) دھات کا کام کرنے والا کام دھات کیتھوڈ کو روشن کرنے والی روشنی کی توانائی سے کم ہونا چاہیے۔
(2) کیتھوڈ تھریشولڈ کی توانائی کیتھوڈ دھات کو روشن کرنے والی روشنی کی توانائی سے زیادہ ہے۔
(3) کیتھوڈ سے خارج ہونے والے الیکٹرانوں کی حرکی توانائی ہمیشہ کیتھوڈ تھریشولڈ کی توانائی سے زیادہ ہوتی ہے۔
(4) کیتھوڈ کی سطح سے خارج ہونے والے الیکٹرانوں کی حرکی توانائی روشنی کی توانائی کے متناسب ہے جو کیتھوڈ کو روشن کرتی ہے۔
فوٹو الیکٹرک اثر پر قطعی بیان یہ ہے…
حل
(1) یہ قول صحیح ہے۔
(2) یہ قول غلط ہے۔
(3) یہ قول صحیح ہے۔
(4) یہ بیان صرف اس صورت میں درست ہے جب کیتھوڈ پر چمکنے والی روشنی کی توانائی کیتھوڈ دھات کی دہلیز سے زیادہ ہو۔ اگر روشنی کی توانائی دھات کی دہلیز توانائی سے چھوٹی ہے تو پھر الیکٹران دھات کیتھوڈ کی سطح سے الگ نہیں ہو سکتے۔
[IRP]
