एक प्रकाश विद्युत (photoelectric) प्रयोग में 200W शक्ति (power) वाला एक समांतर एकवर्णीय प्रकाश किरण पुंज (a parallel beam of monochromatic light) पूर्ण रूप से अवशोषित करने वाले एक उत्सर्जक (perfectly work cathode) पर गिरता है । उत्सर्जक के पदार्थ का कार्य फलन(work function) 6.25 eV है। प्रकाश की आवृत्ति , देहली आवृत्ति (threshold frequency) से थोड़ी ही अधिक है , जिससे उत्सर्जित होने वाली प्रकाशिक इलेक्ट्रानों (photoelectrons ) के गतिज ऊर्जा (kinetic energy ) नगण्य है ‌|मान लीजिए कि प्रकाश विद्युत उत्सर्जन दक्षता (anode) है। उत्सर्जक और संग्राहक (anode) के बीच 500 V का विभवांतर(potential difference) लगाया जाता है । उत्सर्जित होने वाले सभी इलेक्ट्रॉन संग्राहक पर अभिलम्ब आपतित (normal incidence) होकर अवशोषित हो जाते हैं । इलेक्ट्रॉनों की संग्राहक पर टक्कर से `F = n xx 10^(-4) N` का बल लगता है| n का मान ________ है। इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान(mass) `m_e = 9 xx 10^(-31) kg `है। `1.0 eV = 1.6 xx 10^(-19) J` है।

Answer

B, D

Explanation

भक्ति `= nhv " " n = ` प्रति सेकंड फोटॉन की संख्या
चूंकि `KE = 0, hv = phi`
`200 = n[6.25 xx 1.6 xx 10^(-19) "Joule"]`
`n = (200)/(1.6 xx 10^(-19) xx 6.25)`
फोटॉन लगभग देहली आवृत्ति के बराबर है अतः `KE_("max") ` शून्य होगी तथा इलेक्ट्रॉन 5000 V के विभवांतर से त्वरित होंगे
`KE_f = qDelta V`
`(P^2)/(2m) = qDeta V implies P = sqrt(2 mq Delta V)`
चूंकि दक्षता 100% है इलेक्ट्रॉन की संख्या = प्रति सेकंड फोटॉन की संख्या
फोटॉन पूर्णत: अवशोषित हो जाता है `:.` आरोपित बल = `nmv`
`= (200)/(6.25 xx 1.6 xx 10^(-19)) xx sqrt(2(9 xx 10^(-31)) xx 1.6 xx 10^(-19) xx 500)`
`(3 xx 200 xx 10^(-25) xx sqrt(1600))/(6.25 xx 1.6 xx 10^(-19)) = 24`.