प्रकाश-विद्युत प्रभाव (Photoelectric effect) की विशेषताएँ लिखिए।

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(N/A) $(i)$ किसी दिए गए प्रकाश-संवेदी पदार्थ के लिए, जब आपतित विकिरण की आवृत्ति देहली आवृत्ति (threshold frequency) से अधिक होती है, तो प्रकाश-विद्युत धारा प्रकाश की तीव्रता के सीधे आनुपातिक होती है।
$(ii)$ किसी दिए गए प्रकाश-संवेदी पदार्थ और आपतित विकिरण की आवृत्ति के लिए, संतृप्त धारा विकिरण की तीव्रता के आनुपातिक होती है, लेकिन निरोधी विभव (stopping potential) तीव्रता से स्वतंत्र होता है।
$(iii)$ किसी दिए गए प्रकाश-संवेदी पदार्थ के लिए, यदि आवृत्ति देहली आवृत्ति से कम है, तो विकिरण की कितनी भी अधिक तीव्रता होने पर भी प्रकाश-विद्युत उत्सर्जन नहीं होगा।
$(iv)$ देहली आवृत्ति से अधिक आवृत्ति $(v > v_{0})$ के लिए, निरोधी विभव और अधिकतम गतिज ऊर्जा आपतित विकिरण की आवृत्ति के साथ रैखिक रूप से बदलते हैं, लेकिन वे विकिरण की तीव्रता पर निर्भर नहीं करते हैं।
$(v)$ प्रकाश-विद्युत उत्सर्जन एक तात्कालिक प्रक्रिया है, जो $10^{-9} \,s$ या उससे कम के समय अंतराल में होती है।

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प्रकाश-विद्युत प्रभाव के एक प्रयोग में,देहली आवृत्ति (threshold frequency) की $1.5$ गुनी आवृत्ति वाला प्रकाश एक प्रकाश-संवेदी सतह पर आपतित किया जाता है। यदि आवृत्ति को आधा कर दिया जाए और तीव्रता को दोगुना कर दिया जाए,तो उत्सर्जित प्रकाश-इलेक्ट्रॉनों की संख्या होगी:

धातु की सतह से प्रति सेकंड उत्सर्जित होने वाले फोटो-इलेक्ट्रॉनों की संख्या तब बढ़ती है जब:

यदि एक फोटोसेल में आपतित विकिरण की तीव्रता बढ़ा दी जाए, तो निरोधी विभव (stopping potential)

एक प्रकाश-विद्युत प्रयोग में,$200 \ W$ शक्ति वाला एकवर्णी प्रकाश का समानांतर पुंज $6.25 \ eV$ कार्य फलन वाले पूर्णतः अवशोषक कैथोड पर आपतित होता है। प्रकाश की आवृत्ति देहली आवृत्ति से थोड़ी अधिक है ताकि फोटोइलेक्ट्रॉन नगण्य गतिज ऊर्जा के साथ उत्सर्जित हों। मान लीजिए कि फोटोइलेक्ट्रॉन उत्सर्जन दक्षता $100 \%$ है। कैथोड और एनोड के बीच $500 \ V$ का विभवांतर लगाया जाता है। सभी उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन एनोड पर लंबवत आपतित होते हैं और अवशोषित हो जाते हैं। इलेक्ट्रॉनों के प्रभाव के कारण एनोड $F = n \times 10^{-4} \ N$ का बल अनुभव करता है। $n$ का मान ज्ञात कीजिए।
इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान $m_e = 9 \times 10^{-31} \ kg$ और $1.0 \ eV = 1.6 \times 10^{-19} \ J$.

एक बिंदु स्रोत एक छोटी धातु की प्लेट से प्रकाश-विद्युत प्रभाव उत्पन्न करता है। निम्नलिखित में से कौन सा वक्र स्रोत और धातु के बीच की दूरी $(r)$ के फलन के रूप में संतृप्त प्रकाश-विद्युत धारा $(I)$ का प्रतिनिधित्व कर सकता है?

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