$1\, mm^2$ अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल वाले तार से $1.6\, A$ की धारा प्रवाहित हो रही है। यदि तार के पदार्थ में मुक्त इलेक्ट्रॉनों का घनत्व $10^{29}\, m^{-3}$ है,तो इलेक्ट्रॉनों का अनुगमन वेग (drift velocity) क्या होगा?

एक तांबे के चालक में मुक्त इलेक्ट्रॉनों का संख्या घनत्व $8.5 \times 10^{28} \; m^{-3}$ है। $3.0 \; m$ लंबे तार के एक सिरे से दूसरे सिरे तक ड्रिफ्ट करने में एक इलेक्ट्रॉन को कितना समय लगेगा? तार के अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल $2.0 \times 10^{-6} \; m^2$ है और इसमें $3.0 \; A$ की धारा प्रवाहित हो रही है।

चित्र में दिखाए अनुसार एक तार का अनुप्रस्थ काट (cross-section) असमान है। इसमें से एक स्थिर विद्युत धारा प्रवाहित हो रही है। बिंदुओं $P$ और $Q$ पर इलेक्ट्रॉनों की अपवाह चाल (drift speed) क्रमशः $v_P$ और $v_Q$ है।

$L$ भुजा की लंबाई वाले एक धात्विक घन पर विचार करें। इसके विपरीत फलकों के बीच मापा गया प्रतिरोध $R = \frac{m_e v}{n e^2 L^2}$ है,जहाँ $n$ संख्या घनत्व है और $v$ घन में इलेक्ट्रॉनों का अनुगमन वेग (drift speed) है,और $e$ तथा $m_e$ क्रमशः इलेक्ट्रॉन का आवेश और द्रव्यमान हैं। यह मानते हुए कि इलेक्ट्रॉन की डी-ब्रोग्ली तरंगदैर्ध्य $L$ है,नमूने का अधिकतम प्रतिरोध ............. $\Omega$ के निकटतम है ($e = 1.60 \times 10^{-19} \, C$; $m_e = 9.11 \times 10^{-31} \, kg$; प्लांक नियतांक,$h = 6.63 \times 10^{-34} \, Js$)

कथन $A$ और $B$ के संदर्भ में सही विकल्प चुनें:
$(A)$: जब किसी चालक पर कोई विद्युत क्षेत्र लागू नहीं किया जाता है,तो उसमें दो क्रमिक टक्करों के बीच मुक्त इलेक्ट्रॉनों का पथ सीधा होता है।
$(B)$: जब किसी चालक पर विद्युत क्षेत्र लागू किया जाता है,तो इलेक्ट्रॉनों का अपवाह वेग (drift velocity) समय से स्वतंत्र होता है।

एक इलेक्ट्रॉन को $2 \ m$ लंबाई के धातु के तार के एक सिरे से दूसरे सिरे तक जाने में $40 \times 10^3 \ s$ का समय लगता है। तार के अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल $4 \ mm^2$ है और इसमें $1.6 \ A$ की धारा प्रवाहित हो रही है। धातु के तार में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या घनत्व है