दृश्य क्षेत्र में बैंगनी रंग, पीले-हरे रंग तथा लाल रंग के प्रकाश की तरंगदैर्ध्य क्रमश: लगभग 390 nm, लगभग 550 nm (औसत तरंगदैर्ध्य) 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 तरंगदैर्ध्य, तथा (iii) लाल सिरा `(h=6.63 xx 10^(-34)Js` तथा `1eV=1.6xx10^(-19)J)`
(b) प्रकाश-संवेदी पदार्थों के लिए सारणी में दिए गए कार्य-फलनों के मान तथा (a) प्रश्न के (i), (ii) तथा (iii) भागों के परिणामों को उपयोग में लाते हुए क्या आप दृश्य प्रकाश के साथ कार्य कर सकने वाली प्रकाश विद्युत युक्ति का सृजन कर सकते हैं?

Explanation

(a) आपतित फोटॉन की ऊर्जा `E=hupsilon=hc//lambda`
`E=(6.63xx10^(-34)Js)(3xx10^(8)m//s)//lambda`
`=(1.989 xx 10^(-25)Jm)/(lambda)`
(i) बैंगनी प्रकाश के लिए `lambda_(1)=390nm` (निम्न तरंगदैर्ध्य सिरा)
आपतित फोटॉन ऊर्जा, `E_(1)=(1.989xx10^(-25)Jm)/(390xx10^(-9)m)`
`=5.10xx10^(-19)J`
`=(5.10xx10^(-19)J)/(1.6xx10^(-19)J//eV)`
`=3.19eV`
(ii) पीले-हरे प्रकाश के लिए, `lambda_(2)=550nm` (औसत तरंगदैर्ध्य)
आपतित फोटॉन ऊर्जा, `E_(2)=(1.989xx10^(-25)Jm)/(550xx10^(-19)m)`
`=3.62xx10^(-19)J`
`=2.26eV`
(iii) लाल प्रकाश के लिए, `lambda_(3)=760 nm` (उच्च तरंगदैर्ध्य सिरा)
आपतित फोटॉन ऊर्जा, `E_(3)=(1.989xx10^(-25)Jm)/(760xx10^(-9)m)`
`=2.62xx10^(-19)J`
`=1.64eV`
(b) किसी प्रकाश-विधुत युक्ति के कार्य के लिए आपतित प्रकाश ऊर्जा E का मान प्रयुक्त पदार्थ के कार्य-फलन के मान के समान या अधिक होना चाहिए। अत: बैंगनी प्रकाश `(E=3.19eV)` के लिए कार्य कर सकने वाले प्रकाश-विद्युत युक्ति के प्रकाश-संवेदी पदार्थ, Na (कार्य-फलन `phi_(0)=2.75 eV`), K (कार्य-फलन `phi_(0)=2.30eV`) तथा Cs (कार्य-फलन `phi_(0)=2.14eV`) हो सकते है। यह युक्ति पीले-हरे प्रकाश `(E=2.26eV)` के लिए प्रकाश-संवेदी पदार्थ Cs (कार्य-फलन `phi_(0)=2.14eV`), के उपयोग से ही कार्य कर सकती है। तथापि, यह युक्ति लाल प्रकाश `(E=1.64eV)` के लिए उपर्युक्त तीनों में से किसी प्रकाश-संवेदी पदार्थ के उपयोग से कार्य नहीं कर सकेगी।