Chapter 3

11.1 भूमिका

इस अनुभाग में विकिरण तथा द्रव्य की द्वैत प्रकृति का परिचय दिया गया है। भौतिकी में, प्रकाश और इलेक्ट्रॉन जैसे कणों की प्रकृति को समझना अत्यंत महत्वपूर्ण है। पारंपरिक दृष्टिकोण के अनुसार, प्रकाश केवल तरंग के रूप में व्यवहार करता है जबकि द्रव्य केवल कण के रूप में। परंतु आधुनिक भौतिकी ने यह सिद्ध किया है कि प्रकाश और द्रव्य दोनों की द्वैत प्रकृति होती है, अर्थात वे कभी-कभी तरंग की तरह और कभी-कभी कण की तरह व्यवहार करते हैं। इस द्वैत प्रकृति को समझना क्वांटम भौतिकी के विकास के लिए आधारशिला साबित हुआ। इस अध्याय में हम प्रकाश-विद्युत प्रभाव, आइंस्टाइन का क्वांटम सिद्धांत, दे ब्रॉग्ली की तरंग सिद्धांत और उनके प्रयोगात्मक प्रमाणों का अध्ययन करेंगे।

• विकिरण (जैसे प्रकाश) और द्रव्य (जैसे इलेक्ट्रॉन) की द्वैत प्रकृति का परिचय।
• पारंपरिक भौतिकी में प्रकाश को केवल तरंग माना जाता था।
• द्रव्य को केवल कण माना जाता था।
• आधुनिक भौतिकी ने दोनों की द्वैत प्रकृति को सिद्ध किया।
• यह अध्याय क्वांटम भौतिकी की नींव रखता है।
• 📌 विकिरण: ऊर्जा का वह रूप जो तरंग या कण के रूप में स्थानांतरित होता है।
• 📌 द्रव्य: पदार्थ के कण जो द्रव्यमान रखते हैं।
• 📌 द्वैत प्रकृति: किसी वस्तु का तरंग और कण दोनों रूपों में व्यवहार करना।

11.2 प्रकाश-विद्युत प्रभाव

प्रकाश-विद्युत प्रभाव वह घटना है जिसमें किसी धातु की सतह पर प्रकाश डालने से इलेक्ट्रॉन उत्सर्जित होते हैं। जब प्रकाश की किरणें किसी धातु की सतह पर आपतित होती हैं, तो सतह से इलेक्ट्रॉन बाहर निकलते हैं जिन्हें फोटोइलेक्ट्रॉन कहा जाता है। इस प्रभाव को पहली बार हेनरिक हर्ट्ज ने 1887 में खोजा था, और बाद में आइंस्टाइन ने इसका क्वांटम सिद्धांत प्रस्तुत किया। इस प्रभाव के अध्ययन के लिए एक विशेष प्रायोगिक व्यवस्था का उपयोग किया जाता है जिसमें धातु की सतह पर प्रकाश डाला जाता है और उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों की संख्या तथा उनकी ऊर्जा मापी जाती है। यह प्रभाव पारंपरिक तरंग सिद्धांत से समझाया नहीं जा सकता था क्योंकि उस सिद्धांत के अनुसार प्रकाश की ऊर्जा उसकी तीव्रता पर निर्भर होती है, जबकि प्रकाश-विद्युत प्रभाव में यह आवृत्ति पर निर्भर करता है।

• प्रकाश-विद्युत प्रभाव में धातु की सतह से इलेक्ट्रॉन उत्सर्जित होते हैं।
• उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन को फोटोइलेक्ट्रॉन कहा जाता है।
• प्रकाश की आवृत्ति और तीव्रता का प्रभाव अलग-अलग होता है।
• यह प्रभाव पारंपरिक तरंग सिद्धांत से समझाया नहीं जा सकता।
• प्रायोगिक व्यवस्था में इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा और संख्या मापी जाती है।
• 📌 प्रकाश-विद्युत प्रभाव: प्रकाश द्वारा धातु से इलेक्ट्रॉन का उत्सर्जन।
• 📌 फोटोइलेक्ट्रॉन: प्रकाश से उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन।
• 📌 आवृत्ति: किसी तरंग के एक सेकंड में दोलन की संख्या।