ضیائی برقی اثر: روکنے والی جہدی
1 · پیش گوئی
روکنے والی وولٹیج نکالے گئے ضیائی الیکٹرون کو دھات کی طرف لوٹنے پر دھکیلتی۔ تیز ترین نکالے الیکٹرون کو بالکل بالکل روکنے کے لیے کتنی وولٹیج چاہیے؟
- روکنے والی وولٹیج فوٹون توانائی پر منحصر نہیں۔
- روکنے والی وولٹیج (وولٹ میں) عدداً زیادہ سے زیادہ حرکی توانائی (eV میں) کے برابر — تیز ترین الیکٹرون روکنے کو بالکل اتنا ہی الٹا کام چاہیے۔
- روکنے والی وولٹیج ضیائی خانے کی شکل پر، روشنی پر نہیں۔
2 · تیاری
- ضیائی برقی روک پری سیٹ کھولیں اور ری سیٹ دبائیں۔ ضیائی خانے کا کار افعال 2.0 eV مقرر۔
- روکنے والی جہدی پڑائت فعال کریں۔
- ہر آزمیش کے لیے روشنی طولِ موج سیٹ کریں اور تیز ترین ضیائی الیکٹرون روکنے والی جہدی درج کریں۔
3 · ڈیٹا جمع کریں
| طول موج λ (nm) | فوٹون توانائی E_γ (eV) | روکنے والا پوٹینشل V_stop (V) |
|---|---|---|
| 300.00 | ||
| 350.00 | ||
| 450.00 |
اپنی تین آزمایشوں کے لیے V_stop (y محور) بمقابلہ فوٹون توانائی E_γ (x محور) کھینچیں۔
4 · تجزیہ
- کسی ایک آزمایش کے لیے E_γ = hc/λ اور پھر V_stop = K_max = E_γ − φ حساب کریں، φ = 2.0 eV لے کر (عددی طور پر، کیونکہ بالکل 1 eV حرکی توانائی بالکل 1 V روکنے والے پوٹینشل سے رک جاتی ہے)۔ جدول سے موازنہ کریں۔
- سمجھائیں کیوں روکنے والی وولٹیج ناپنا چلاک تجربی ترکیب: یہ K_max براہِ راست eV میں پڑھتی، الیکٹرون رفتاریں الگ ناپے بغیر۔
5 · توسیع
- اگر V_stop کو روشنی کی «تعدد» (طولِ موج نہیں) کے مقابل کھینچیں، لکیر کا ڈھلوان h/e برابر — پلانک مستقل تقسیم الیکٹرون بار۔ سمجھائیں کیوں یہ گراف تاریخی طور پر پلانک مستقل کی تجربی پیمائش کے لیے استعمال ہوا۔
- 2.0 eV سے کم فوٹون توانائی والی روشنی کے لیے روکنے والی جہدی کیا ہوتی؟ اس صورت میں اصلاً روکنے والی جہدی درکار تھی؟
اس تجربے کے پیچھے کی طبیعیات
روکنے والا پوٹینشل
وہ روکتی وولٹیج جو تیز ترین فوٹو الیکٹرانز کو بمشکل روکتی ہے، ان کی زیادہ سے زیادہ حرکی توانائی کے برابر ہوتی ہے eV میں: V_stop = K_max = E_γ − φ۔ یہ حد سے اوپر فوٹون توانائی کی براہِ راست، آسانی سے ناپنے قابل پڑائت دیتا ہے۔