`10^(-5)W//m^(2)` तीव्रता का प्रकाश `2cm^(2)` पृष्ठीय क्षेत्रफल वाले सोडियम फोटोसेल पर पड़ता है। यह मानते हुए कि सोडियम की ऊपर की 5 परमाण्विक परतें, आपतित प्रकाश अवशोषित करती है, विकिरण के तरंग चित्रण में प्रकाश - वैद्युत उत्सर्जन के लिए आवश्यक समय अनुमानित करें। धातु के लिए कार्य फलन, 2 eV के लगभग दिया हुआ है। आपके उत्तर का अभिप्राय क्या है ?

Explanation

हमें पता है कि
फोटोसेल का पृष्ठीय क्षेत्रफल `A=2 cm^(2)=2xx10^(-4)m^(2)`
प्रकाश की तीव्रता `I=10^(-5)W//m^(2)`
फोटोसेल पर प्रति सेकण्ड आपतित प्रकाश ऊर्जा की मात्रा
`E=IA=(10^(5)W//m^(2))(2xx10^(-4)m^(2))=2xx10^(-9)W`
स्पष्टतया, 5 परमाण्विक परतों का क्षेत्रफल
`5A=5(2xx10^(-4)m^(2))=10^(-3)m^(2)`
इन परतों में परमाणुओं की संख्या `=(10^(-3)m^(2))/(10^(-20)m^(2))=10^(17)`
[क्योंकि परमाणु का पृष्ठीय क्षेत्रफल `=4 pi r^(2)=4pi xx(10^(-10)m^(2))~~10^(-20 m^(2)`]
यदि हम प्रति परमाणु, एक चालन इलेक्ट्रॉन लें, जो सोडियम में उचित है, तो
5 परतों में इलेक्ट्रॉनों की संख्या `n=10^(17)`
प्रति इलेक्ट्रॉन प्रति सेकण्ड अवशोषित ऊर्जा
`=(E )/(n)=(2xx10^(-9)W)/(10^(17))=2xx10^(-26)W`
क्योंकि सोडियम के लिए कार्य - फलन 2 eV है, इसलिए
`phi_(0)=2eV=2(1.6xx10^(-19)J)=3.2xx10^(-19 J`
प्रकाश - वैद्युत उत्सर्जन के लिए आवश्यक समय
`=(phi_(0))/(2xx10^(-26)W)=(3.2xx10^(-19)J)/(2xx10^(-26)J//s)=1.6xx10^(7)s ~~ 0.5` वर्ष