ફોટોઈલેક્ટ્રિક અસર સમજાવો.

(N/A) ફોટોઈલેક્ટ્રિક અસર: જ્યારે અમુક ધાતુઓ (દા.ત. પોટેશિયમ,રૂબિડિયમ,સીઝિયમ વગેરે) પ્રકાશના કિરણોના સંપર્કમાં આવે છે,ત્યારે તેમાંથી ઈલેક્ટ્રોન (અથવા વિદ્યુત પ્રવાહ) ઉત્સર્જિત થાય છે. આ ઘટનાને ફોટોઈલેક્ટ્રિક અસર કહેવામાં આવે છે.
ચોક્કસ આવૃત્તિ ધરાવતો પ્રકાશ શૂન્યાવકાશ ચેમ્બરની અંદર રહેલી શુદ્ધ ધાતુની સપાટી પર પડે છે. ધાતુમાંથી ઈલેક્ટ્રોન બહાર નીકળે છે અને તેને ડિટેક્ટર દ્વારા ગણવામાં આવે છે જે તેમની ગતિજ ઉર્જા માપે છે.
પ્રાયોગિક પરિણામો અને અવલોકનો:
$(i)$ પ્રકાશનું કિરણ સપાટી પર પડતાની સાથે જ ધાતુની સપાટીમાંથી ઈલેક્ટ્રોન ઉત્સર્જિત થાય છે. પ્રકાશના કિરણના અથડાવા અને ઈલેક્ટ્રોનના ઉત્સર્જન વચ્ચે કોઈ સમયનો તફાવત હોતો નથી.
$(ii)$ ઉત્સર્જિત ઈલેક્ટ્રોનની સંખ્યા પ્રકાશની તીવ્રતા અથવા તેજસ્વીતાના પ્રમાણમાં હોય છે. (ઈલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $\propto$ પ્રકાશની તીવ્રતા).
$(iii)$ થ્રેશોલ્ડ આવૃત્તિ: એક લાક્ષણિક લઘુત્તમ આવૃત્તિ,$v_{0}$ હોય છે,જેની નીચે ફોટોઈલેક્ટ્રિક અસર જોવા મળતી નથી. તેને થ્રેશોલ્ડ આવૃત્તિ કહેવામાં આવે છે.
$v > v_{0}$ આવૃત્તિ પર,ઉત્સર્જિત ઈલેક્ટ્રોન ચોક્કસ ગતિજ ઉર્જા સાથે બહાર આવે છે. આ ઈલેક્ટ્રોનની ગતિજ ઉર્જા વપરાયેલા પ્રકાશની આવૃત્તિ વધવાની સાથે વધે છે.
ઉપરોક્ત તમામ પરિણામો શાસ્ત્રીય ભૌતિકશાસ્ત્રના નિયમોના આધારે સમજાવી શકાયા ન હતા,પરંતુ આઈન્સ્ટાઈન $(1905)$ પ્લાન્કના ક્વોન્ટમ સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીને ફોટોઈલેક્ટ્રિક અસર સમજાવવામાં સફળ રહ્યા હતા.
$(\text{વપરાયેલા પ્રકાશની ઉર્જા}) \propto (\text{પ્રકાશની આવૃત્તિ}) \propto (\text{ઉત્સર્જિત ઈલેક્ટ્રોનની ગતિજ ઉર્જા})$ અને $(\text{ઉત્સર્જિત ઈલેક્ટ્રોનની સંખ્યા}) \propto (\text{પ્રકાશની તીવ્રતા})$.