दृश्य क्षेत्र में बैंगनी रंग, पीले-हरे रंग तथा लाल रंग के प्रकाश की तरंगदैर्घ्य क्रमशः लगभग 390 nm, लगभग 550 nm (औसत तरंगदैर्घ्य ) तथा लगभग 760 nm है |
(a) दृश्य क्षेत्र के निम्न प्रकाश के लिए फोटॉन की ऊर्जा (eV) क्या होगी ? (i) बैंगनी सिरा (ii) पीले-हरे-रंग की औसत तरंगदैर्घ्य (iii) लाल सिरा `(h= 6*63 xx 10^(-34)` Js तथा `1eV = 1*6 xx 10^(-19) J)`
(b) प्रकाश -संवेदी पदार्थो के लिए सारणी 11.1 में दिये गये कार्यफलनों के मान तथा प्रश्न (a) के (i),(ii),(iii) भागो के परिणामो को उपयोग में लाते हुए क्या आप दृश्य प्रकाश के साथ कार्य कर सकने वाली प्रकाश विद्युत युक्ति का सृजन कर सकते है ?

Explanation

(a) आपतित फोटोन की ऊर्जा `E = hv = (hc)/(lambda)`
अतः `E = ((6*63 xx 10^(-34)J) ( 3 xx 10^(8) m//s))/(lambda)`
` = (1*989 xx 10^(-25))/(lambda)`
(i) दिया है, बैगनी रंग के प्रकाश के लिए
`lambda_(1) = 390 nm` ( निम्न तरंगदैर्घ्य सिरा)
आपतित फोटोन की ऊर्जा `E_(1) = (1*989 xx 10^(-25))/(390 xx 10^(-9)m)`
` = 5*10 xx 10^(-19) J`
` = (5*1 xx 10^(-19)J)/(1*6 xx 10^(-19)J) = 3*19 eV.`
(ii) पीला-हरे प्रकाश के लिए `lambda_(2) = 550 nm` (औसत तरंगदैर्घ्य)
`therefore` आपतित फोटोन की ऊर्जा `E_(2) = (1*989 xx 10^(-25))/(550 xx 10^(-9)m)`
या `E_(2) = 3*62 xx 10^(-19)J`
या `E_(2) = 2*26 eV.`
(iii) लाल रंग के प्रकाश के लिए
`lambda_(3) = 760 nm` (उच्च तरंगदैर्घ्य सिरा)
सिरा फोटॉन की ऊर्जा `E_(3) = (1*989 xx 10^(-25)Jm)/(760 xx 10^(-9)m)`
` = 2*62 xx 10^(-10) J`
` = 1*64eV.`
किसी प्रकाश-विघुत युक्ति के लिए आवश्यक है कि आपतित प्रकाश ऊर्जा E का मान प्रयुक्त पदार्थ के कार्य-फलन के मान के बराबर या उससे अधिक हो | अतः बैंगनी प्रकाश `(E = 3*19 eV)` के लिए कार्य करने वाली प्रकाश विघुत युक्ति के लिए प्रकाश-संवेदी पदार्थ Na (कार्यफलन `phi_(0) = 2*75 eV), K`(कार्यफलन `phi_(0) = 2*30 eV)` तथा `Cs(phi_(0) = 2*14 eV)` हो सकते है | यह युक्ति पीले-हरे प्रकाश `(E = 2*36 eV)` के लिए प्रकाश-संवेदी पदार्थ `Cs(phi_(0) = 2*14 eV)` के उपयोग से कार्य क्र सकती है तथा लाल प्रकाश `(E = 1*64 eV)` के लिए Na, K तथा Cs में से किसी भी प्रकाश संवेदी पदार्थ के लिए कार्य नहीं कर सकेगी |