प्रकाश-वैद्युत प्रभाव (Photoelectric effect) क्या है? इसे समझाइए।

(N/A) प्रकाश-वैद्युत प्रभाव: जब एक निश्चित न्यूनतम आवृत्ति $v_{0}$ वाला विकिरण किसी धातु की सतह से टकराता है,तो धातु की सतह से इलेक्ट्रॉन उत्सर्जित होते हैं। इस घटना को प्रकाश-वैद्युत प्रभाव कहा जाता है। उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों को फोटोइलेक्ट्रॉन कहा जाता है।
प्रकाश-वैद्युत प्रभाव के अध्ययन के लिए उपकरण: एक विशेष आवृत्ति का प्रकाश एक निर्वात कक्ष (vacuum chamber) के अंदर एक साफ धातु की सतह पर टकराता है। धातु से इलेक्ट्रॉन उत्सर्जित होते हैं और उन्हें एक डिटेक्टर द्वारा गिना जाता है जो उनकी गतिज ऊर्जा को मापता है।
इस प्रयोग में देखे गए परिणाम इस प्रकार थे:
$(i)$. जैसे ही प्रकाश की किरण सतह से टकराती है,धातु की सतह से इलेक्ट्रॉन उत्सर्जित हो जाते हैं,यानी प्रकाश किरण के टकराने और धातु की सतह से इलेक्ट्रॉनों के उत्सर्जन के बीच कोई समय अंतराल नहीं होता है।
$(ii)$. उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों की संख्या प्रकाश की तीव्रता या चमक के समानुपाती होती है।
$(iii)$. प्रत्येक धातु के लिए,एक विशिष्ट न्यूनतम आवृत्ति $v_{0}$ (जिसे देहली आवृत्ति या threshold frequency भी कहा जाता है) होती है,जिसके नीचे प्रकाश-वैद्युत प्रभाव नहीं देखा जाता है। $v > v_{0}$ आवृत्ति पर,उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन एक निश्चित गतिज ऊर्जा के साथ बाहर आते हैं। इन इलेक्ट्रॉनों की गतिज ऊर्जा उपयोग किए गए प्रकाश की आवृत्ति में वृद्धि के साथ बढ़ती है।
उपरोक्त अवलोकनों को विद्युत चुम्बकीय तरंग सिद्धांत द्वारा नहीं समझाया जा सकता है। इस सिद्धांत के अनुसार,चूंकि विकिरण निरंतर थे,इसलिए धातु की सतह पर उसकी आवृत्ति की परवाह किए बिना ऊर्जा जमा करना संभव होना चाहिए और इस प्रकार,सभी आवृत्तियों के विकिरणों को इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकालने में सक्षम होना चाहिए।
इसी तरह,इस सिद्धांत के अनुसार,उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा आपतित विकिरण की तीव्रता पर निर्भर होनी चाहिए।