আধুনিক পদার্থবিজ্ঞান
আলোক-তড়িৎ দ্বারসীমা
λ ও φ টিউন করুন — দ্বারসীমা কম্পাঙ্কের নিচে ফটোপ্রবাহ বন্ধ; V_stop পড়ুন।
আলোক-তড়িৎ দ্বারসীমা — ইন্টারঅ্যাকটিভ আধুনিক পদার্থবিজ্ঞান সিমুলেশন। λ ও φ টিউন করুন — দ্বারসীমা কম্পাঙ্কের নিচে ফটোপ্রবাহ বন্ধ; V_stop পড়ুন। লাইভ SI পরিমাপ ও গাইডেড টিউটোরিয়ালসহ বিনামূল্যের ব্রাউজার-ভিত্তিক ভার্চুয়াল পদার্থবিজ্ঞান গবেষণাগার।
আলোক-তড়িৎ প্রভাব
λ ও φ সামঞ্জস্য করুন — দ্বারসীমা কম্পাঙ্কের নিচে ফোটোপ্রবাহ থামে; V_stop পড়ুন।
আইনস্টাইনের আলোক তড়িৎ ক্রিয়া সমীকরণ K_max = hf − φ ফোটন শক্তিকে নির্গত ইলেকট্রনের গতিশক্তির সাথে সংযুক্ত করে। প্রান্তিক কম্পাঙ্কের নিচে hf < φ হলে, তীব্রতা নির্বিশেষে কোনো ইলেকট্রন নির্গত হয় না—আলো কোয়ান্টাইজড হওয়ার প্রমাণ। কাট-অফ খুঁজে পেতে তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং কার্যাপেক্ষক সামঞ্জস্য করুন।
- K_max = hf − φ
- প্রান্তিক কম্পাঙ্ক
তদন্ত সংক্ষিপ্তসার
ল্যাব খোলার আগেই প্রশ্নটি পরিকল্পনা করুন
ব্রিফটি প্রিরেন্ডার করা পাতার প্রতিচ্ছবি: মূল প্রশ্ন, প্রতিদ্বন্দ্বী পূর্বানুমান, চলরাশির ভূমিকা, নিয়ন্ত্রক সূত্র, সেটআপ, বিশ্লেষণ ও বিস্তার প্রম্পট দৃশ্যমান থাকে এবং এই ক্রমেই।
মূল প্রশ্ন
ভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো 2.3 eV কার্য ফাংশনের ধাতুতে পড়ে। দুটি তরঙ্গদৈর্ঘ্যই ইলেকট্রন বের করার মতো যথেষ্ট ছোট থাকলে (তাদের ফোটন শক্তি দ্বারসীমা শক্তির ওপরে থাকে), নীলতর (ছোট-তরঙ্গদৈর্ঘ্য) ফোটন কি ইলেকট্রনকে বেশি গতিশক্তি দিয়ে বের করে?
যে পূর্বানুমানগুলো বিবেচনা করতে হবে
- না — গতিশক্তি কেবল আলোর তীব্রতার ওপর নির্ভর করে, তরঙ্গদৈর্ঘ্যের ওপর নয়।
- এটি আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য নয়, ধাতুর রঙের ওপর নির্ভর করে।
- হ্যাঁ — দ্বারসীমার ওপরে ছোট তরঙ্গদৈর্ঘ্য মানে বেশি ফোটন-শক্তি, তাই নির্গত ইলেকট্রনের গতিশক্তি বেশি।
চলরাশির ভূমিকা
আপনি যা সেট করেন:
- তরঙ্গদৈর্ঘ্য λ (nm)
আপনি যা মাপেন:
- ফোটন শক্তি E_γ (eV)
- সর্বোচ্চ গতিশক্তি K_max (eV)
তদন্তটি কীভাবে চলে
- photoelectric-threshold প্রিসেটটি খুলে রিসেট চাপুন। ফটোসেলের কার্য ফাংশন 2.3 eV-এ স্থির।
- ফোটন-শক্তি ও সর্বোচ্চ-গতিশক্তি রিডআউট চালু করুন।
- প্রতিটি ট্রায়ালে আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য সেট করুন এবং নির্গত ইলেকট্রনের সর্বোচ্চ গতিশক্তি রেকর্ড করুন।
নিয়ন্ত্রক সমীকরণ
ফোটন শক্তি — E = hc/λ
একটি ফোটনের শক্তি কেবল তার তরঙ্গদৈর্ঘ্যের (বা কম্পাঙ্কের) উপর নির্ভর করে: E = hc/λ = hf। ছোট তরঙ্গদৈর্ঘ্য মানে বেশি-শক্তির ফোটন।
সর্বোচ্চ ফোটোইলেকট্রন গতিশক্তি — K_max = E − φ
আইনস্টাইনের আলোক-তড়িৎ সমীকরণ: আপতিত ফোটনের শক্তি প্রথমে কার্য ফাংশন (ইলেকট্রনকে ধাতুর সাথে বাঁধা রাখা শক্তি) পরিশোধ করে, আর যা থাকে তা-ই নির্গত ইলেকট্রনের গতিশক্তি হয়: K_max = E_γ − φ।
প্রিন্টযোগ্য ওয়ার্কশিটে শিক্ষার্থীদের যা বের করতে বলা হয়
- একটি ট্রায়ালের জন্য h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, c = 2.998×10⁸ m/s ব্যবহার করে E_γ = hc/λ, তারপর φ = 2.3 eV সহ K_max = E_γ − φ নির্ণয় করুন। দুটোই সারণির সাথে তুলনা করুন।
- ব্যাখ্যা করুন কেন দ্বারসীমার ওপরে K_max ফোটন শক্তির (এবং তাই 1/λ-এর) সাথে রৈখিকভাবে বাড়ে, hc ঢালে (λ nm-এ হলে ≈1240 eV·nm) ও −φ y-খণ্ডে।
ল্যাবের বাইরে এটি কোথায় দেখা যায়
- ধ্রুপদী তরঙ্গ তত্ত্ব পূর্বানুমান করত যে কম কম্পাঙ্কের ম্লান আলোও যথেষ্ট অপেক্ষা করলে বা তীব্রতা বাড়ালে শেষে ইলেকট্রন বের করবে। ব্যাখ্যা করুন কেন আলোক-তড়িৎ প্রভাবের ধারালো শক্তি-দ্বারসীমা (তীব্রতা-নিরপেক্ষ) আইনস্টাইনের ফোটন-ব্যাখ্যার আগে এত বিস্ময়কর ছিল।
- একই তরঙ্গদৈর্ঘ্যে আলোর তীব্রতা দ্বিগুণ করলে K_max বদলাবে? বদলে কী হবে?
- AP Physics 2 — Unit 15: Modern Physics
- IB Physics — E.2 Quantum physics
- General High School Physics — Modern physics intro
- NGSS High School Physics — Wave-particle duality of light
- বেশি নাকি কম শক্তি?
- নীলের দিকে সরান
- গতিশক্তি সংগ্রহ করুন
- তথ্য খুলুন
- আপনার প্রমাণ ব্যাখ্যা করুন
দৃশ্য সাজাতে, প্লে চাপতে এবং লাইভ পরিমাপ ও গাইডেড টিউটোরিয়াল নিয়ে অন্বেষণ করতে ইন্টারঅ্যাকটিভ সিমুলেশনটি খুলুন।