Particle Nature of Light MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Particle Nature of Light - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

संप्रत्यय:

फोटॉन ऊर्जा और सूर्य प्रकाश तीव्रता:

एक फोटॉन की ऊर्जा सूत्र द्वारा दी जाती है:

\( E = \frac{hc}{\lambda} \)

जहाँ:

\( h \)  प्लांक नियतांक (6.626 × 10^-34 Js) है।

\( c \)  निर्वात में प्रकाश की चाल (3 × 10⁸ m/s) है।

\( \lambda \)  प्रकाश की तरंगदैर्ध्य है।

गणना:

दिया गया है,

सूर्य प्रकाश तीव्रता, \( I = 1400 \, \text{W/m}^2 \)

सूर्य प्रकाश की तरंगदैर्ध्य, \( \lambda = 6000 \, \text{Å} = 6000 \times 10^{-10} \, \text{m} \)

एक फोटॉन की ऊर्जा है:

\( E = \frac{hc}{\lambda} = \frac{(6.626 \times 10^{-34} \, \text{Js})(3 \times 10^8 \, \text{m/s})}{6000 \times 10^{-10} \, \text{m}} \)

⇒ \( E = \frac{19.878 \times 10^{-26} \, \text{J}}{6000 \times 10^{-10} \, \text{m}} \)

⇒ \( E = 3.313 \times 10^{-19} \, \text{J} \)

प्रति वर्ग मीटर प्रति सेकंड आने वाले फोटॉनों की संख्या इस प्रकार दी जाती है:

\( \frac{\text{Sunlight intensity}}{\text{Energy of one photon}} = \frac{1400 \, \text{W/m}^2}{3.313 \times 10^{-19} \, \text{J}} \)

⇒ \( = \frac{1400 \, \text{J/s/m}^2}{3.313 \times 10^{-19} \, \text{J}} \)

⇒ \( = 4.22 \times 10^{21} \, \text{photons/s/m}^2 \)

∴ पृथ्वी के उस भाग पर 1 m² क्षेत्रफल पर प्रति सेकंड आने वाले फोटॉनों की संख्या \(4.22 \times 10^{21}\) है।

\(= \dfrac {150\times 10^{-3}\times 4\times 10^{-4}\times 3\times 10^{-7}}{6.6\times 10^{-34}\times 3\times 10^{8}}\)

\(= 9\times 10^{13}/ s\)

अवधारणा:

फोटॉन:

• आइंस्टीन के सिद्धांत के अनुसार, प्रकाश ऊर्जा के बंडलों में प्रसार करता है, प्रत्येक बंडल को फोटॉन कहा जाता है।
• फोटॉन का शेष द्रव्यमान शून्य होता है। लेकिन इसका प्रभावी द्रव्यमान इस प्रकार दिया गया है,
• फोटॉन सतह पर दबाव डालता है।
• एक फोटॉन की ऊर्जा इस प्रकार दी जाती है,

\(⇒ E=hν=\frac{hc}{λ}\)

जहाँ h = 6.63 × 10-34 J-sec = प्लैंक स्थिरांक, c = 3 × 10⁸ m/s = प्रकाश की गति, ν = आवृति, और λ = तरंग दैर्ध्य

प्रकाश की कण प्रकृति: फोटोन

• प्रकाश विद्युत प्रभाव ने इस अजीब तथ्य का प्रमाण दिया कि प्रकाश ने पदार्थ के साथ अंत:क्रिया में ऐसा व्यवहार किया जैसे कि वह क्वांटा या ऊर्जा के पैकेट से बना हो।
• आइंस्टीन महत्वपूर्ण परिणाम पर पहुंचे, कि प्रकाश क्वांटम को संवेग के साथ भी जोड़ा जा सकता है।
• प्रकाश क्वांटम का संवेग इस प्रकार दिया गया है,

\(⇒ P=\frac{hν}{c}\)

• ऊर्जा और संवेग का एक निश्चित मान इस बात का प्रबल संकेत है कि प्रकाश की मात्रा को एक कण से जोड़ा जा सकता है। उस कण को ​​बाद में फोटॉन नाम दिया गया।
• 1924 में, इलेक्ट्रॉनों से x-किरण के प्रकीर्णन पर ए.एच. कॉम्पटन (1892-1962) के प्रयोग द्वारा प्रकाश के कण-समान व्यवहार की पुष्टि की गई।
• हम विद्युतचुंबकीय विकिरण के फोटॉन चित्र को इस प्रकार संक्षेप में प्रस्तुत कर सकते हैं:
  1. पदार्थ के साथ विकिरण की अन्योन्यक्रिया में, विकिरण ऐसा व्यवहार करता है मानो वह फोटॉन नामक कणों से बना हो।
  2. प्रत्येक फोटॉन में ऊर्जा E (= hν) और संवेग p (= hν/c), और गति c, प्रकाश की गति होती है।
  3. किसी विशेष आवृत्ति या तरंग दैर्ध्य के प्रकाश के सभी फोटोन में समान ऊर्जा और संवेग होता है, चाहे विकिरण की तीव्रता कुछ भी हो। किसी दिए गए तरंग दैर्ध्य के प्रकाश की तीव्रता में वृद्धि से, किसी दिए गए क्षेत्र को पार करने वाले प्रति सेकंड फोटॉन की संख्या में वृद्धि होती है, प्रत्येक फोटॉन में समान ऊर्जा होती है। इस प्रकार, फोटॉन ऊर्जा विकिरण की तीव्रता से स्वतंत्र होती है।
  4. फोटॉन विद्युत रूप से तटस्थ होते हैं और विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा विक्षेपित नहीं होते हैं।
  5. एक फोटॉन-कण टकराव (जैसे फोटॉन-इलेक्ट्रॉन टकराव) में, कुल ऊर्जा और कुल संवेग संरक्षित रहता है। हालांकि, टकराव में फोटॉन की संख्या संरक्षित नहीं हो सकती है। फोटॉन को अवशोषित किया जा सकता है या एक नया फोटॉन बनाया जा सकता है।

व्याख्या:

हम जानते हैं कि फोटॉन की ऊर्जा इस प्रकार दी जाती है,

\(⇒ E=\frac{hc}{λ}\)

जहाँ h = 6.63 × 10-34 J-sec = प्लैंक स्थिरांक, c = 3 × 108 m/s =

प्रकाश की गति, और λ = तरंग दैर्ध्य

चूँकि h और c स्थिर हैं,

\(⇒ E\propto\frac{1}{λ}\)     ---(1)

• समीकरण 1 से यह स्पष्ट है कि फोटॉन की ऊर्जा प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
• अतः यदि प्रकाश की तरंगदैर्घ्य बढ़ा दी जाए तो फोटॉन की ऊर्जा कम हो जाएगी। अत: विकल्प 2 सही है।

अवधारणा:

न्यूटन का कणिका सिद्धांत:

• न्यूटन का कणिका सिद्धांत निम्नलिखित अभिधारणाओं पर आधारित था:
  • न्यूटन ने प्रस्तावित किया कि प्रकाश का एक स्रोत कई सूक्ष्म, प्रत्यास्थ, दृढ और द्रव्यमान रहित कणों का उत्सर्जन करता है जिन्हें कणिका कहा जाता है।
  • ये कण एक पारदर्शी माध्यम से बहुत तेज गति से एक सरल रेखा में सभी दिशाओं में गति करते हैं।
  • ये कणिकाएँ हमारी आँखों में प्रवेश करती हैं और दृष्टि की अनुभूति उत्पन्न करती हैं।
  • कणिकाओं के विभिन्न आकारों के कारण, वे अलग-अलग रंग उत्पन्न करते हैं।
  • ये प्रकाश कण एक परावर्तक सतह द्वारा प्रतिकर्षित होते हैं और पारदर्शी सामग्री द्वारा आकर्षित होते हैं।

कणिका सिद्धांत के गुणधर्म:

• यह प्रकाश के ऋजुरैखिक प्रसार की व्याख्या करता है।
• यह प्रकाश के परावर्तन और अपवर्तन की अलग-अलग व्याख्या कर सकता है।

कणिका सिद्धांत की त्रुटियाँ:

• न्यूटन का कणिका सिद्धांत कांच या पानी जैसे पारदर्शी माध्यमों की सतह पर आंशिक परावर्तन और अपवर्तन की एक साथ परिघटना की व्याख्या करने में विफल रहता है।
• कणिका सिद्धांत प्रकाशीय परिघटना जैसे व्यतिकरण, विवर्तन, ध्रुवीकरण, आदि की व्याख्या करने में विफल रहता है
• इस सिद्धांत के अनुसार विरल माध्यम की अपेक्षा सघन माध्यम में प्रकाश का वेग अधिक होता है, प्रयोगात्मक रूप से यह गलत सिद्ध होता है।
• जैसे-जैसे कण स्रोत से उत्सर्जित होते हैं, वैसे-वैसे प्रकाश के स्रोत का द्रव्यमान कम होना चाहिए लेकिन प्रयोग ने साबित कर दिया कि प्रकाश के स्रोत का द्रव्यमान स्थिर है।

व्याख्या:

• न्यूटन का कणिका सिद्धांत प्रकाश के परावर्तन और अपवर्तन की अलग-अलग व्याख्या कर सकता है। अत: विकल्प 3 सही है।

अवधारणा:

फोटॉन:

• आइंस्टीन के सिद्धांत के अनुसार, प्रकाश ऊर्जा के बंडलों में प्रसार करता है, प्रत्येक बंडल को फोटॉन कहा जाता है।
• फोटॉन का शेष द्रव्यमान शून्य होता है। लेकिन इसका प्रभावी द्रव्यमान इस प्रकार दिया गया है,
• फोटॉन सतह पर दबाव डालता है।
• एक फोटॉन की ऊर्जा इस प्रकार दी जाती है,

\(⇒ E=hν=\frac{hc}{λ}\)

जहाँ h = 6.63 × 10-34 J-sec = प्लैंक स्थिरांक, c = 3 × 10⁸ m/s = प्रकाश की गति, ν = आवृति, और λ = तरंग दैर्ध्य

प्रकाश की कण प्रकृति: फोटोन

• प्रकाश विद्युत प्रभाव ने इस अजीब तथ्य का प्रमाण दिया कि प्रकाश ने पदार्थ के साथ अंत:क्रिया में ऐसा व्यवहार किया जैसे कि वह क्वांटा या ऊर्जा के पैकेट से बना हो।
• आइंस्टीन महत्वपूर्ण परिणाम पर पहुंचे, कि प्रकाश क्वांटम को संवेग के साथ भी जोड़ा जा सकता है।
• प्रकाश क्वांटम का संवेग इस प्रकार दिया गया है,

\(⇒ P=\frac{hν}{c}\)

• ऊर्जा और संवेग का एक निश्चित मान इस बात का प्रबल संकेत है कि प्रकाश की मात्रा को एक कण से जोड़ा जा सकता है। उस कण को ​​बाद में फोटॉन नाम दिया गया।
• 1924 में, इलेक्ट्रॉनों से x-किरण के प्रकीर्णन पर ए.एच. कॉम्पटन (1892-1962) के प्रयोग द्वारा प्रकाश के कण-समान व्यवहार की पुष्टि की गई।
• हम विद्युतचुंबकीय विकिरण के फोटॉन चित्र को इस प्रकार संक्षेप में प्रस्तुत कर सकते हैं:
  1. पदार्थ के साथ विकिरण की अन्योन्यक्रिया में, विकिरण ऐसा व्यवहार करता है मानो वह फोटॉन नामक कणों से बना हो।
  2. प्रत्येक फोटॉन में ऊर्जा E (= hν) और संवेग p (= hν/c), और गति c, प्रकाश की गति होती है।
  3. किसी विशेष आवृत्ति या तरंग दैर्ध्य के प्रकाश के सभी फोटोन में समान ऊर्जा और संवेग होता है, चाहे विकिरण की तीव्रता कुछ भी हो। किसी दिए गए तरंग दैर्ध्य के प्रकाश की तीव्रता में वृद्धि से, किसी दिए गए क्षेत्र को पार करने वाले प्रति सेकंड फोटॉन की संख्या में वृद्धि होती है, प्रत्येक फोटॉन में समान ऊर्जा होती है। इस प्रकार, फोटॉन ऊर्जा विकिरण की तीव्रता से स्वतंत्र होती है।
  4. फोटॉन विद्युत रूप से तटस्थ होते हैं और विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा विक्षेपित नहीं होते हैं।
  5. एक फोटॉन-कण टकराव (जैसे फोटॉन-इलेक्ट्रॉन टकराव) में, कुल ऊर्जा और कुल संवेग संरक्षित रहता है। हालांकि, टकराव में फोटॉन की संख्या संरक्षित नहीं हो सकती है। फोटॉन को अवशोषित किया जा सकता है या एक नया फोटॉन बनाया जा सकता है।

गणना:

दिया गया है

λ_A : λB = 1 : 2

⇒ \(\frac{\lambda_A}{\lambda_B}=\frac{1}{2}\)     -----(1)

• हम जानते हैं कि एक फोटॉन का संवेग इस प्रकार दिया जाता है,

⇒ \(P=\frac{h}{λ}\)     -----(2)

जहाँ h = 6.63 × 10-34 J-sec =प्लैंक स्थिरांक, और λ= तरंगदैर्घ्य

•  समीकरण 1 द्वारा एकवर्णी प्रकाश A का संवेग इस प्रकार दिया गया है

⇒ \(P_A=\frac{h}{λ_A}\)     -----(3)

• समीकरण 1 द्वारा एकवर्णी प्रकाश B का संवेग इस प्रकार दिया गया है,

⇒ \( P_B=\frac{h}{λ_B}\)     -----(4)

समीकरण 3 और समीकरण 4 से,

⇒ \(\frac{P_A}{P_B}=\frac{h}{λ_A}\times\frac{\lambda_B}{h}\)

⇒ \(\frac{P_A}{P_B}=\frac{\lambda_B}{λ_A}\)

⇒ \(\frac{P_A}{P_B}=\frac{2}{1}\)

• अतः विकल्प 1 सही है।

धारणा:

• प्रकाश विद्युत् प्रभाव: वह घटना जिसमें प्रकाश ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों को छोड़ने के लिए एक धातु की सतह को मजबूर करती है, प्रकाश विद्युत् प्रभाव कहलाती है।
• जब प्रकाश टकराता है और प्रकाश के कणिका सिद्धांत को प्रदर्शित करता है जिसे फोटॉन या ऊर्जा पैकेट की धारा के रूप में परिभाषित किया जाता है।
• व्यतिकरण, विवर्तन और ध्रुवीकरण जैसी अन्य घटनाएँ केवल तब समझी जा सकती है जब प्रकाश को तरंग के रूप में माना जाता है, जिसमें प्रकाश विद्युत प्रभाव, रेखा स्पेक्ट्रा और X किरणों के उत्पादन और प्रकीर्णन से प्रकाश की कण प्रकृति का प्रदर्शन होता है।

व्याख्या:

• उपरोक्त चर्चा से प्रकाश विद्युत प्रभाव प्रकाश के कण प्रकृति को दर्शाता है। तो विकल्प 3 सही है।

अवधारणा:

प्रकाश: यह एक विद्युत चुम्बकीय तरंग है।

प्रकाश दोहरी प्रकृति यानी तरंग और कण को दर्शाता है।

प्रकाश की तरंग प्रकृति का वर्णन करने वाली परिघटना है-

1. व्यतिकरण
2. विवर्तन
3. ध्रुवण

प्रकाश की कण प्रकृति का वर्णन करने वाली परिघटना है-

1.  प्रकाश विद्युत प्रभाव
2. कॉम्पटन प्रकीर्णन

प्रकाश से जुड़े फोटॉन बताते हैं कि ऊर्जा क्वांटित है और असतत स्तर में होती है।

व्याख्या:

उपरोक्त चर्चा से यह स्पष्ट है कि कॉम्पटन प्रभाव ने प्रकाश की कण प्रकृति को सिद्ध किया। इसलिए विकल्प 3 सही है।

अवधारणा:

फोटॉन:

• आइंस्टीन के सिद्धांत के अनुसार, प्रकाश ऊर्जा के बंडलों में प्रसार करता है, प्रत्येक बंडल को फोटॉन कहा जाता है।
• फोटॉन का शेष द्रव्यमान शून्य होता है। लेकिन इसका प्रभावी द्रव्यमान इस प्रकार दिया गया है,
• फोटॉन सतह पर दबाव डालता है।
• एक फोटॉन की ऊर्जा इस प्रकार दी जाती है,

\(⇒ E=hν=\frac{hc}{λ}\)

जहाँ h = 6.63 × 10-34 J-sec = प्लैंक स्थिरांक, c = 3 × 10⁸ m/s = प्रकाश की गति, ν = आवृति , और  λ = तरंग दैर्ध्य

प्रकाश की कण प्रकृति: फोटोन

• प्रकाश विद्युत प्रभाव ने इस अजीब तथ्य का प्रमाण दिया कि प्रकाश ने पदार्थ के साथ अंत:क्रिया में ऐसा व्यवहार किया जैसे कि वह क्वांटा या ऊर्जा के पैकेट से बना हो।
• आइंस्टीन महत्वपूर्ण परिणाम पर पहुंचे, कि प्रकाश क्वांटम को संवेग के साथ भी जोड़ा जा सकता है।
• प्रकाश क्वांटम का संवेग इस प्रकार दिया गया है,

\(⇒ P=\frac{hν}{c}\)

• ऊर्जा और संवेग का एक निश्चित मान इस बात का प्रबल संकेत है कि प्रकाश की मात्रा को एक कण से जोड़ा जा सकता है। उस कण को ​​बाद में फोटॉन नाम दिया गया।
• 1924 में, इलेक्ट्रॉनों से x-किरण के प्रकीर्णन पर ए.एच. कॉम्पटन (1892-1962) के प्रयोग द्वारा प्रकाश के कण-समान व्यवहार की पुष्टि की गई।
• हम विद्युतचुंबकीय विकिरण के फोटॉन चित्र को इस प्रकार संक्षेप में प्रस्तुत कर सकते हैं:
  1. पदार्थ के साथ विकिरण की अन्योन्यक्रिया में, विकिरण ऐसा व्यवहार करता है मानो वह फोटॉन नामक कणों से बना हो।
  2. प्रत्येक फोटॉन में ऊर्जा E (= hν) और संवेग p (= hν/c), और गति c, प्रकाश की गति होती है।
  3. किसी विशेष आवृत्ति या तरंग दैर्ध्य के प्रकाश के सभी फोटोन में समान ऊर्जा और संवेग होता है, चाहे विकिरण की तीव्रता कुछ भी हो। किसी दिए गए तरंग दैर्ध्य के प्रकाश की तीव्रता में वृद्धि से, किसी दिए गए क्षेत्र को पार करने वाले प्रति सेकंड फोटॉन की संख्या में वृद्धि होती है, प्रत्येक फोटॉन में समान ऊर्जा होती है। इस प्रकार, फोटॉन ऊर्जा विकिरण की तीव्रता से स्वतंत्र होती है।
  4. फोटॉन विद्युत रूप से तटस्थ होते हैं और विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा विक्षेपित नहीं होते हैं।
  5. एक फोटॉन-कण टकराव (जैसे फोटॉन-इलेक्ट्रॉन टकराव) में, कुल ऊर्जा और कुल संवेग संरक्षित रहता है। हालांकि, टकराव में फोटॉन की संख्या संरक्षित नहीं हो सकती है। फोटॉन को अवशोषित किया जा सकता है या एक नया फोटॉन बनाया जा सकता है।

व्याख्या:

• किसी विशेष आवृत्ति या तरंग दैर्ध्य के प्रकाश के सभी फोटोन में समान ऊर्जा और संवेग होता है, चाहे विकिरण की तीव्रता कुछ भी हो।
• किसी दिए गए तरंग दैर्ध्य के प्रकाश की तीव्रता में वृद्धि से, किसी दिए गए क्षेत्र को पार करने वाले प्रति सेकंड फोटॉन की संख्या में वृद्धि होती है, प्रत्येक फोटॉन में समान ऊर्जा होती है।
• इस प्रकार, फोटॉन ऊर्जा विकिरण की तीव्रता से स्वतंत्र होती है। अत: विकल्प 3 सही है।

सही उत्तर विकल्प 2) अर्थात प्रकाश की कण प्रकृति है

अवधारणा :

• प्रकाशविद्युत प्रभाव: प्रकाशविद्युत प्रभाव एक ऐसी घटना है जहां इलेक्ट्रॉनों को एक धातु की सतह से निकाला जाता है जब पर्याप्त आवृत्ति का प्रकाश उस पर आपतित होता है।
  • जब कोई फोटॉन धातु की सतह पर गिरता है, तो फोटॉन की ऊर्जा इलेक्ट्रॉन में स्थानांतरित हो जाती है।
  • ऊर्जा का कुछ हिस्सा धातु की सतह से इलेक्ट्रॉन को हटाने में उपयोग किया जाता है, और शेष उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन के लिए गतिज ऊर्जा देने में जाता है।

स्पष्टीकरण:

• प्रकाशविद्युत प्रभाव ने साबित किया कि प्रकाश, प्रकाश के फोटॉन और धातु के इलेक्ट्रॉन के बीच यांत्रिक ऊर्जा का संरक्षण करने वाले एक प्रत्यास्थ टकराव की तरह व्यवहार करता है।

Additional Information

• व्यतिकरण एक घटना है जिसमें दो तरंगें परिणामी तीव्रता को उनके अलग-अलग तीव्रता के योग से अलग करने का प्रस्ताव देती हैं। इसलिए, यह प्रकाश की कण प्रकृति को इंगित नहीं करता है।

• विवर्तन एक बाधा या पिनहोल के तेज सिरों के आसपास प्रकाश के बंकन की एक घटना है। इसलिए, यह प्रकाश की कण प्रकृति को इंगित नहीं करता है।

• विवर्तन और व्यतिकरण प्रकाश की तरंग प्रकृति की पुष्टि करते हैं।

अवधारणा:

फोटॉन:

• आइंस्टीन के सिद्धांत के अनुसार, प्रकाश ऊर्जा के बंडलों में प्रसार करता है, प्रत्येक बंडल को फोटॉन कहा जाता है।
• फोटॉन का शेष द्रव्यमान शून्य होता है। लेकिन इसका प्रभावी द्रव्यमान इस प्रकार दिया गया है,
• फोटॉन सतह पर दबाव डालता है।
• एक फोटॉन की ऊर्जा इस प्रकार दी जाती है,

\(⇒ E=hν=\frac{hc}{λ}\)

जहाँ h = 6.63 × 10-34 J-sec = प्लैंक स्थिरांक, c = 3 × 10⁸ m/s = प्रकाश की गति, ν = आवृति, और λ = तरंग दैर्ध्य

प्रकाश की कण प्रकृति: फोटोन

• प्रकाश विद्युत प्रभाव ने इस अजीब तथ्य का प्रमाण दिया कि प्रकाश ने पदार्थ के साथ अंत:क्रिया में ऐसा व्यवहार किया जैसे कि वह क्वांटा या ऊर्जा के पैकेट से बना हो।
• आइंस्टीन महत्वपूर्ण परिणाम पर पहुंचे, कि प्रकाश क्वांटम को संवेग के साथ भी जोड़ा जा सकता है।
• प्रकाश क्वांटम का संवेग इस प्रकार दिया गया है,

\(⇒ P=\frac{hν}{c}\)

• ऊर्जा और संवेग का एक निश्चित मान इस बात का प्रबल संकेत है कि प्रकाश की मात्रा को एक कण से जोड़ा जा सकता है। उस कण को ​​बाद में फोटॉन नाम दिया गया।
• 1924 में, इलेक्ट्रॉनों से x-किरण के प्रकीर्णन पर ए.एच. कॉम्पटन (1892-1962) के प्रयोग द्वारा प्रकाश के कण-समान व्यवहार की पुष्टि की गई।
• हम विद्युतचुंबकीय विकिरण के फोटॉन चित्र को इस प्रकार संक्षेप में प्रस्तुत कर सकते हैं:
  1. पदार्थ के साथ विकिरण की अन्योन्यक्रिया में, विकिरण ऐसा व्यवहार करता है मानो वह फोटॉन नामक कणों से बना हो।
  2. प्रत्येक फोटॉन में ऊर्जा E (= hν) और संवेग p (= hν/c), और गति c, प्रकाश की गति होती है।
  3. किसी विशेष आवृत्ति या तरंग दैर्ध्य के प्रकाश के सभी फोटोन में समान ऊर्जा और संवेग होता है, चाहे विकिरण की तीव्रता कुछ भी हो। किसी दिए गए तरंग दैर्ध्य के प्रकाश की तीव्रता में वृद्धि से, किसी दिए गए क्षेत्र को पार करने वाले प्रति सेकंड फोटॉन की संख्या में वृद्धि होती है, प्रत्येक फोटॉन में समान ऊर्जा होती है। इस प्रकार, फोटॉन ऊर्जा विकिरण की तीव्रता से स्वतंत्र होती है।
  4. फोटॉन विद्युत रूप से तटस्थ होते हैं और विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा विक्षेपित नहीं होते हैं।
  5. एक फोटॉन-कण टकराव (जैसे फोटॉन-इलेक्ट्रॉन टकराव) में, कुल ऊर्जा और कुल संवेग संरक्षित रहता है। हालांकि, टकराव में फोटॉन की संख्या संरक्षित नहीं हो सकती है। फोटॉन को अवशोषित किया जा सकता है या एक नया फोटॉन बनाया जा सकता है।

व्याख्या:

हम जानते हैं कि फोटॉन की ऊर्जा इस प्रकार दी जाती है,

\(⇒ E=\frac{hc}{λ}\)

जहाँ h = 6.63 × 10-34 J-sec = प्लैंक स्थिरांक, c = 3 × 108 m/s =

प्रकाश की गति, और λ = तरंग दैर्ध्य

चूँकि h और c स्थिर हैं,

\(⇒ E\propto\frac{1}{λ}\)     ---(1)

• समीकरण 1 से यह स्पष्ट है कि फोटॉन की ऊर्जा प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
• अतः यदि प्रकाश की तरंगदैर्घ्य बढ़ा दी जाए तो फोटॉन की ऊर्जा कम हो जाएगी। अत: विकल्प 2 सही है।

अवधारणा:

फोटॉन:

• आइंस्टीन के सिद्धांत के अनुसार, प्रकाश ऊर्जा के बंडलों में प्रसार करता है, प्रत्येक बंडल को फोटॉन कहा जाता है।
• फोटॉन का शेष द्रव्यमान शून्य होता है। लेकिन इसका प्रभावी द्रव्यमान इस प्रकार दिया गया है,
• फोटॉन सतह पर दबाव डालता है।
• एक फोटॉन की ऊर्जा इस प्रकार दी जाती है,

\(⇒ E=hν=\frac{hc}{λ}\)

जहाँ h = 6.63 × 10-34 J-sec = प्लैंक स्थिरांक, c = 3 × 10⁸ m/s = प्रकाश की गति, ν = आवृति , और  λ = तरंग दैर्ध्य

प्रकाश की कण प्रकृति: फोटोन

• प्रकाश विद्युत प्रभाव ने इस अजीब तथ्य का प्रमाण दिया कि प्रकाश ने पदार्थ के साथ अंत:क्रिया में ऐसा व्यवहार किया जैसे कि वह क्वांटा या ऊर्जा के पैकेट से बना हो।
• आइंस्टीन महत्वपूर्ण परिणाम पर पहुंचे, कि प्रकाश क्वांटम को संवेग के साथ भी जोड़ा जा सकता है।
• प्रकाश क्वांटम का संवेग इस प्रकार दिया गया है,

\(⇒ P=\frac{hν}{c}\)

• ऊर्जा और संवेग का एक निश्चित मान इस बात का प्रबल संकेत है कि प्रकाश की मात्रा को एक कण से जोड़ा जा सकता है। उस कण को ​​बाद में फोटॉन नाम दिया गया।
• 1924 में, इलेक्ट्रॉनों से x-किरण के प्रकीर्णन पर ए.एच. कॉम्पटन (1892-1962) के प्रयोग द्वारा प्रकाश के कण-समान व्यवहार की पुष्टि की गई।
• हम विद्युतचुंबकीय विकिरण के फोटॉन चित्र को इस प्रकार संक्षेप में प्रस्तुत कर सकते हैं:
  1. पदार्थ के साथ विकिरण की अन्योन्यक्रिया में, विकिरण ऐसा व्यवहार करता है मानो वह फोटॉन नामक कणों से बना हो।
  2. प्रत्येक फोटॉन में ऊर्जा E (= hν) और संवेग p (= hν/c), और गति c, प्रकाश की गति होती है।
  3. किसी विशेष आवृत्ति या तरंग दैर्ध्य के प्रकाश के सभी फोटोन में समान ऊर्जा और संवेग होता है, चाहे विकिरण की तीव्रता कुछ भी हो। किसी दिए गए तरंग दैर्ध्य के प्रकाश की तीव्रता में वृद्धि से, किसी दिए गए क्षेत्र को पार करने वाले प्रति सेकंड फोटॉन की संख्या में वृद्धि होती है, प्रत्येक फोटॉन में समान ऊर्जा होती है। इस प्रकार, फोटॉन ऊर्जा विकिरण की तीव्रता से स्वतंत्र होती है।
  4. फोटॉन विद्युत रूप से तटस्थ होते हैं और विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा विक्षेपित नहीं होते हैं।
  5. एक फोटॉन-कण टकराव (जैसे फोटॉन-इलेक्ट्रॉन टकराव) में, कुल ऊर्जा और कुल संवेग संरक्षित रहता है। हालांकि, टकराव में फोटॉन की संख्या संरक्षित नहीं हो सकती है। फोटॉन को अवशोषित किया जा सकता है या एक नया फोटॉन बनाया जा सकता है।

गणना:

दिया गया है:

E = 1.326 × 10-19 J

• हम जानते हैं कि फोटॉन की ऊर्जा इस प्रकार दी जाती है,

⇒ E = hν     ---(1)

जहाँ h = 6.63 × 10-34 J-sec =प्लैंक स्थिरांक, और v= आवृत्ति

समीकरण 1 से

\(⇒ ν=\frac{E}{h}\)

\(⇒ ν=\frac{1.326\ ×\ 10^{-19}}{6.63\ ×\ 10^{-34}}\)

⇒ ν = 2 × 10¹⁴ Hz

अतः विकल्प 1 सही है।

अवधारणा:

फोटॉन:

• आइंस्टीन के सिद्धांत के अनुसार, प्रकाश ऊर्जा के बंडलों में प्रसार करता है, प्रत्येक बंडल को फोटॉन कहा जाता है।
• फोटॉन का शेष द्रव्यमान शून्य होता है। लेकिन इसका प्रभावी द्रव्यमान इस प्रकार दिया गया है,
• फोटॉन सतह पर दबाव डालता है।
• एक फोटॉन की ऊर्जा इस प्रकार दी जाती है,

\(⇒ E=hν=\frac{hc}{λ}\)

जहाँ h = 6.63 × 10-34 J-sec = प्लैंक स्थिरांक, c = 3 × 10⁸ m/s = प्रकाश की गति, ν = आवृति , और  λ = तरंग दैर्ध्य

प्रकाश की कण प्रकृति: फोटोन

• प्रकाश विद्युत प्रभाव ने इस अजीब तथ्य का प्रमाण दिया कि प्रकाश ने पदार्थ के साथ अंत:क्रिया में ऐसा व्यवहार किया जैसे कि वह क्वांटा या ऊर्जा के पैकेट से बना हो।
• आइंस्टीन महत्वपूर्ण परिणाम पर पहुंचे, कि प्रकाश क्वांटम को संवेग के साथ भी जोड़ा जा सकता है।
• प्रकाश क्वांटम का संवेग इस प्रकार दिया गया है,

\(⇒ P=\frac{hν}{c}\)

• ऊर्जा और संवेग का एक निश्चित मान इस बात का प्रबल संकेत है कि प्रकाश की मात्रा को एक कण से जोड़ा जा सकता है। उस कण को ​​बाद में फोटॉन नाम दिया गया।
• 1924 में, इलेक्ट्रॉनों से x-किरण के प्रकीर्णन पर ए.एच. कॉम्पटन (1892-1962) के प्रयोग द्वारा प्रकाश के कण-समान व्यवहार की पुष्टि की गई।
• हम विद्युतचुंबकीय विकिरण के फोटॉन चित्र को इस प्रकार संक्षेप में प्रस्तुत कर सकते हैं:
  1. पदार्थ के साथ विकिरण की अन्योन्यक्रिया में, विकिरण ऐसा व्यवहार करता है मानो वह फोटॉन नामक कणों से बना हो।
  2. प्रत्येक फोटॉन में ऊर्जा E (= hν) और संवेग p (= hν/c), और गति c, प्रकाश की गति होती है।
  3. किसी विशेष आवृत्ति या तरंग दैर्ध्य के प्रकाश के सभी फोटोन में समान ऊर्जा और संवेग होता है, चाहे विकिरण की तीव्रता कुछ भी हो। किसी दिए गए तरंग दैर्ध्य के प्रकाश की तीव्रता में वृद्धि से, किसी दिए गए क्षेत्र को पार करने वाले प्रति सेकंड फोटॉन की संख्या में वृद्धि होती है, प्रत्येक फोटॉन में समान ऊर्जा होती है। इस प्रकार, फोटॉन ऊर्जा विकिरण की तीव्रता से स्वतंत्र होती है।
  4. फोटॉन विद्युत रूप से तटस्थ होते हैं और विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा विक्षेपित नहीं होते हैं।
  5. एक फोटॉन-कण टकराव (जैसे फोटॉन-इलेक्ट्रॉन टकराव) में, कुल ऊर्जा और कुल संवेग संरक्षित रहता है। हालांकि, टकराव में फोटॉन की संख्या संरक्षित नहीं हो सकती है। फोटॉन को अवशोषित किया जा सकता है या एक नया फोटॉन बनाया जा सकता है।

व्याख्या:

• जैसा कि हम जानते हैं कि फोटॉन विद्युत रूप से उदासीन होते हैं और विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा विक्षेपित नहीं होते हैं। अत: विकल्प 4 सही है।

अवधारणा:

फोटॉन:

• आइंस्टीन के सिद्धांत के अनुसार, प्रकाश ऊर्जा के बंडलों में प्रसार करता है, प्रत्येक बंडल को फोटॉन कहा जाता है।
• फोटॉन का शेष द्रव्यमान शून्य होता है। लेकिन इसका प्रभावी द्रव्यमान इस प्रकार दिया गया है,
• फोटॉन सतह पर दबाव डालता है।
• एक फोटॉन की ऊर्जा इस प्रकार दी जाती है,

\(⇒ E=hν=\frac{hc}{λ}\)

जहाँ h = 6.63 × 10-34 J-sec = प्लैंक स्थिरांक, c = 3 × 10⁸ m/s = प्रकाश की गति, ν = आवृति, और λ = तरंग दैर्ध्य

प्रकाश की कण प्रकृति: फोटोन

• प्रकाश विद्युत प्रभाव ने इस अजीब तथ्य का प्रमाण दिया कि प्रकाश ने पदार्थ के साथ अंत:क्रिया में ऐसा व्यवहार किया जैसे कि वह क्वांटा या ऊर्जा के पैकेट से बना हो।
• आइंस्टीन महत्वपूर्ण परिणाम पर पहुंचे, कि प्रकाश क्वांटम को संवेग के साथ भी जोड़ा जा सकता है।
• प्रकाश क्वांटम का संवेग इस प्रकार दिया गया है,

\(⇒ P=\frac{hν}{c}\)

• ऊर्जा और संवेग का एक निश्चित मान इस बात का प्रबल संकेत है कि प्रकाश की मात्रा को एक कण से जोड़ा जा सकता है। उस कण को ​​बाद में फोटॉन नाम दिया गया।
• 1924 में, इलेक्ट्रॉनों से x-किरण के प्रकीर्णन पर ए.एच. कॉम्पटन (1892-1962) के प्रयोग द्वारा प्रकाश के कण-समान व्यवहार की पुष्टि की गई।
• हम विद्युतचुंबकीय विकिरण के फोटॉन चित्र को इस प्रकार संक्षेप में प्रस्तुत कर सकते हैं:
  1. पदार्थ के साथ विकिरण की अन्योन्यक्रिया में, विकिरण ऐसा व्यवहार करता है मानो वह फोटॉन नामक कणों से बना हो।
  2. प्रत्येक फोटॉन में ऊर्जा E (= hν) और संवेग p (= hν/c), और गति c, प्रकाश की गति होती है।
  3. किसी विशेष आवृत्ति या तरंग दैर्ध्य के प्रकाश के सभी फोटोन में समान ऊर्जा और संवेग होता है, चाहे विकिरण की तीव्रता कुछ भी हो। किसी दिए गए तरंग दैर्ध्य के प्रकाश की तीव्रता में वृद्धि से, किसी दिए गए क्षेत्र को पार करने वाले प्रति सेकंड फोटॉन की संख्या में वृद्धि होती है, प्रत्येक फोटॉन में समान ऊर्जा होती है। इस प्रकार, फोटॉन ऊर्जा विकिरण की तीव्रता से स्वतंत्र होती है।
  4. फोटॉन विद्युत रूप से तटस्थ होते हैं और विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा विक्षेपित नहीं होते हैं।
  5. एक फोटॉन-कण टकराव (जैसे फोटॉन-इलेक्ट्रॉन टकराव) में, कुल ऊर्जा और कुल संवेग संरक्षित रहता है। हालांकि, टकराव में फोटॉन की संख्या संरक्षित नहीं हो सकती है। फोटॉन को अवशोषित किया जा सकता है या एक नया फोटॉन बनाया जा सकता है।

गणना:

दिया गया है

λ_A : λB = 1 : 2

⇒ \(\frac{\lambda_A}{\lambda_B}=\frac{1}{2}\)     -----(1)

• हम जानते हैं कि एक फोटॉन का संवेग इस प्रकार दिया जाता है,

⇒ \(P=\frac{h}{λ}\)     -----(2)

जहाँ h = 6.63 × 10-34 J-sec =प्लैंक स्थिरांक, और λ= तरंगदैर्घ्य

•  समीकरण 1 द्वारा एकवर्णी प्रकाश A का संवेग इस प्रकार दिया गया है

⇒ \(P_A=\frac{h}{λ_A}\)     -----(3)

• समीकरण 1 द्वारा एकवर्णी प्रकाश B का संवेग इस प्रकार दिया गया है,

⇒ \( P_B=\frac{h}{λ_B}\)     -----(4)

समीकरण 3 और समीकरण 4 से,

⇒ \(\frac{P_A}{P_B}=\frac{h}{λ_A}\times\frac{\lambda_B}{h}\)

⇒ \(\frac{P_A}{P_B}=\frac{\lambda_B}{λ_A}\)

⇒ \(\frac{P_A}{P_B}=\frac{2}{1}\)

• अतः विकल्प 1 सही है।

अवधारणा:

फोटॉन:

• आइंस्टीन के सिद्धांत के अनुसार, प्रकाश ऊर्जा के बंडलों में प्रसार करता है, प्रत्येक बंडल को फोटॉन कहा जाता है।
• फोटॉन का शेष द्रव्यमान शून्य होता है। लेकिन इसका प्रभावी द्रव्यमान इस प्रकार दिया गया है,
• फोटॉन सतह पर दबाव डालता है।
• एक फोटॉन की ऊर्जा इस प्रकार दी जाती है,

\(⇒ E=hν=\frac{hc}{λ}\)

जहाँ h = 6.63 × 10-34 J-sec = प्लैंक स्थिरांक, c = 3 × 10⁸ m/s = प्रकाश की गति, ν = आवृति , और  λ = तरंग दैर्ध्य

प्रकाश की कण प्रकृति: फोटोन

• प्रकाश विद्युत प्रभाव ने इस अजीब तथ्य का प्रमाण दिया कि प्रकाश ने पदार्थ के साथ अंत:क्रिया में ऐसा व्यवहार किया जैसे कि वह क्वांटा या ऊर्जा के पैकेट से बना हो।
• आइंस्टीन महत्वपूर्ण परिणाम पर पहुंचे, कि प्रकाश क्वांटम को संवेग के साथ भी जोड़ा जा सकता है।
• प्रकाश क्वांटम का संवेग इस प्रकार दिया गया है,

\(⇒ P=\frac{hν}{c}\)

• ऊर्जा और संवेग का एक निश्चित मान इस बात का प्रबल संकेत है कि प्रकाश की मात्रा को एक कण से जोड़ा जा सकता है। उस कण को ​​बाद में फोटॉन नाम दिया गया।
• 1924 में, इलेक्ट्रॉनों से x-किरण के प्रकीर्णन पर ए.एच. कॉम्पटन (1892-1962) के प्रयोग द्वारा प्रकाश के कण-समान व्यवहार की पुष्टि की गई।
• हम विद्युतचुंबकीय विकिरण के फोटॉन चित्र को इस प्रकार संक्षेप में प्रस्तुत कर सकते हैं:
  1. पदार्थ के साथ विकिरण की अन्योन्यक्रिया में, विकिरण ऐसा व्यवहार करता है मानो वह फोटॉन नामक कणों से बना हो।
  2. प्रत्येक फोटॉन में ऊर्जा E (= hν) और संवेग p (= hν/c), और गति c, प्रकाश की गति होती है।
  3. किसी विशेष आवृत्ति या तरंग दैर्ध्य के प्रकाश के सभी फोटोन में समान ऊर्जा और संवेग होता है, चाहे विकिरण की तीव्रता कुछ भी हो। किसी दिए गए तरंग दैर्ध्य के प्रकाश की तीव्रता में वृद्धि से, किसी दिए गए क्षेत्र को पार करने वाले प्रति सेकंड फोटॉन की संख्या में वृद्धि होती है, प्रत्येक फोटॉन में समान ऊर्जा होती है। इस प्रकार, फोटॉन ऊर्जा विकिरण की तीव्रता से स्वतंत्र होती है।
  4. फोटॉन विद्युत रूप से तटस्थ होते हैं और विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा विक्षेपित नहीं होते हैं।
  5. एक फोटॉन-कण टकराव (जैसे फोटॉन-इलेक्ट्रॉन टकराव) में, कुल ऊर्जा और कुल संवेग संरक्षित रहता है। हालांकि, टकराव में फोटॉन की संख्या संरक्षित नहीं हो सकती है। फोटॉन को अवशोषित किया जा सकता है या एक नया फोटॉन बनाया जा सकता है।

व्याख्या:

• एक फोटॉन-कण टकराव (जैसे फोटॉन-इलेक्ट्रॉन टकराव) में, कुल ऊर्जा और कुल संवेग संरक्षित होता है।
• हालांकि, टकराव में फोटॉन की संख्या संरक्षित नहीं हो सकती है। फोटॉन को अवशोषित किया जा सकता है या एक नया फोटॉन बनाया जा सकता है। अतः विकल्प 1 सही है।

सही उत्तर धूल के कण हैं।

Key Points

• विसरण
  • धूल के कणों के कारण वातावरण में प्रकाश का विसरण होता है।
  • विसरण उच्च सांद्रता के क्षेत्र से निम्न सांद्रता वाले क्षेत्र से किसी का भी (उदाहरण के लिए, परमाणु, आयन, अणु, ऊर्जा) का शुद्ध उतार-चढ़ाव होता है।
  • विसरण को सांद्रता में एक प्रवणता द्वारा नियंत्रित किया जाता है।
  • संवहन शब्द का उपयोग परिवहन परिघटना दोनों के संयोजन को चित्रित करने के लिए किया जाता है।

Additional Information

• विसरण परिघटना के उदाहरण
  • आप इत्र को सूंघ सकते हैं क्योंकि यह हवा में विसरित होता है और यह आपकी नाक में चला जाता है।
  • सिगरेट का धुआं हवा में विसरित होता है।
  • ऊष्मा के चालन के दौरान ऊष्मा का विसरण होता है, जैसे गर्म द्रव को मग​ में डालने पर मग गर्म हो जाता है।