💡 Photoelectric LabPLAYNEET · PHYSICS · CLASS 12 · CH 11
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K_max = hν − φ₀
E = hν = hc/λ · K_max = hν − φ₀ · eV₀ = K_max · ν₀ = φ₀/h · λ₀ = hc/φ₀ · λ = h/p = h/√(2mK) · h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s, hc ≈ 1240 eV·nmE = hν = hc/λ · K_max = hν − φ₀ · eV₀ = K_max · ν₀ = φ₀/h · λ₀ = hc/φ₀ · λ = h/p = h/√(2mK) · h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s, hc ≈ 1240 eV·nm
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Dual Nature Master!द्वैत प्रकृति विशेषज्ञ!

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💡 What you just learned: This whole chapter turns on one sentence — light delivers its energy in lumps of hν, and one electron absorbs exactly one lump. Everything else falls out of that. Because the lump size is set by the frequency alone, K_max = hν − φ₀ and the stopping potential eV₀ = K_max depend on ν and on the emitter metal, and never on the intensity; turning the lamp up only sends MORE photons per second, so only the saturation current grows, in exact proportion to the intensity. Below the threshold ν₀ = φ₀/h (equivalently above λ₀ = hc/φ₀) the lump is simply too small to buy the escape, and no brightness and no waiting time can help — which is why the wave picture died here: it predicted K_max rising with intensity, no threshold at all, and a delay of hours for dim light, while the real emission is instantaneous, of the order of 10⁻⁹ s. Plot V₀ = (h/e)ν − φ₀/e and you get a straight line whose slope h/e = 4.14 × 10⁻¹⁵ V s is the same for every metal — only the intercepts −φ₀/e and ν₀ move — and multiplying that slope by e is exactly how Millikan, who set out to disprove Einstein, measured h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s instead. A photon carries E = hν and p = hν/c = h/λ, travels at c, and is electrically neutral, so no electric or magnetic field can deflect it. Then de Broglie turned the argument round: if a wave can be a particle, a particle can be a wave, with λ = h/p, and since K = p²/2m gives p = √(2mK), λ = h/√(2mK). That wavelength depends only on the momentum — not on the charge, not on the nature of the particle: an electron of a few hundred eV lands near 0.1 nm, the spacing of atomic planes, so its wave nature is measurable, while a bowled cricket ball sits at 10⁻³⁴ m and can never show it.💡 आपने क्या सीखा: यह पूरा अध्याय एक वाक्य पर घूमता है — प्रकाश अपनी ऊर्जा hν के गुच्छों में देता है, और एक इलेक्ट्रॉन ठीक एक गुच्छा सोखता है। बाकी सब इसी से निकलता है। चूँकि गुच्छे का आकार केवल आवृत्ति तय करती है, K_max = hν − φ₀ तथा निरोधी विभव eV₀ = K_max ν और उत्सर्जक धातु पर निर्भर करते हैं, तीव्रता पर कभी नहीं; लैंप तेज़ करने से केवल प्रति सेकंड अधिक फ़ोटॉन आते हैं, अतः केवल संतृप्त धारा बढ़ती है, ठीक तीव्रता के अनुपात में। देहली ν₀ = φ₀/h से नीचे (अर्थात् λ₀ = hc/φ₀ से ऊपर) गुच्छा इतना छोटा है कि निकलने का मूल्य ही नहीं चुका सकता, और कितनी भी चमक या कितना भी इंतज़ार काम नहीं आता — इसीलिए तरंग चित्र यहीं मरा: उसने K_max का तीव्रता के साथ बढ़ना, देहली का न होना, और मंद प्रकाश पर घंटों की देरी बताई थी, जबकि वास्तविक उत्सर्जन तात्क्षणिक, लगभग 10⁻⁹ s का है। V₀ = (h/e)ν − φ₀/e आलेखित कीजिए तो सीधी रेखा मिलती है जिसकी ढाल h/e = 4.14 × 10⁻¹⁵ V s हर धातु के लिए एक ही है — केवल अंतःखंड −φ₀/e और ν₀ बदलते हैं — और इसी ढाल को e से गुणा करके मिलिकन ने, जो आइंस्टीन को ग़लत सिद्ध करने चले थे, h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s नाप लिया। फ़ोटॉन E = hν और p = hν/c = h/λ रखता है, c चाल से चलता है, और विद्युत् दृष्टि से उदासीन है, अतः कोई विद्युत् या चुंबकीय क्षेत्र उसे विक्षेपित नहीं कर सकता। फिर डी ब्रॉग्ली ने तर्क उलट दिया: यदि तरंग कण हो सकती है, तो कण तरंग हो सकता है, λ = h/p के साथ, और चूँकि K = p²/2m से p = √(2mK) मिलता है, λ = h/√(2mK)। यह तरंगदैर्घ्य केवल संवेग पर निर्भर है — आवेश पर नहीं, कण की प्रकृति पर नहीं: कुछ सौ eV का इलेक्ट्रॉन 0.1 nm के पास आता है, जो क्रिस्टल में परमाणु तलों का अंतराल है, अतः उसका तरंग स्वभाव मापा जा सकता है, जबकि फेंकी गई क्रिकेट गेंद 10⁻³⁴ m पर बैठी है और उसे कभी नहीं दिखा सकती।