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फोटॉन किसे कहते हैं ?

 फोटॉन किसे कहते हैं ?
फोटॉन किसे कहते हैं

फोटॉन किसे कहते हैं

प्रश्न- विकिरण सम्बन्धी प्लांक की परिकल्पना समझाइए। इसके द्वारा फोटॉन के गतिमान द्रव्यमान का व्यंजक प्राप्त कीजिए। फोटॉन संवेग क्या होगा?
या
फोटॉन किसे कहते हैं ? इसके गतिज द्रव्यमान एवं संवेग का सूत्र लिखिए। (2012)
या
फोटॉन के गतिज द्रव्यमान का सूत्र लिखिए। (2012)
या
फोटॉन के विराम द्रव्यमान तथा गतिक द्रव्यमान से आप क्या समझते हैं? फोटॉन का संवेग p= h/λ निगमित कीजिए जहाँ h प्लांक नियतांक तथा λ फोटॉन की तरंगदैर्घ्य है।
(2014)

फोटॉन किसे कहते हैं ?

उत्तर- कृष्णिका विकिरण के स्पेक्ट्रमी वितरण की व्याख्या करने के लिए सन् 1900 में जर्मनी के वैज्ञानिक मैक्स प्लांक ने एक क्रान्तिकारी विचार रखा जिसे ‘प्लांक की क्वाण्टम परिकल्पना’ कहते हैं। इसके अनुसार, किसी पदार्थ द्वारा ऊर्जा का उत्सर्जन अथवा अवशोषण सतत रूप से न होकर ऊर्जा के छोटे-छोटे बण्डलों अथवा पैकेटों के रूप में होता है, जिन्हें ‘फोटॉन’ अथवा ‘क्वाण्टम’ कहते हैं।

प्रत्येक तरंगदैर्घ्य λ अथवा आवृत्ति v (=c/λ) का अपना एक अलग फोटॉन होता है जिसकी ऊर्जा की मात्रा hv होती है; जहाँ h एक नियतांक है, जिसे ‘प्लांक नियतांक’ कहते हैं। प्लांक ने बताया कि कोई भी वस्तु ऊष्मा का उत्सर्जन अथवा अवशोषण इन फोटॉनों के पूर्ण गुणज के रूप में कर सकती है, अर्थात् कोई वस्तु hv,2hv,3hv,… आदि के रूप में ऊर्जा का अवशोषण अथवा उत्सर्जन करेगी।

– प्लांक नियतांक का मात्रक जूल-सेकण्ड है।

प्लांक ने इस परिकल्पना के आधार पर ऊर्जा वितरण का सूत्र दिया जो कि ल्यूमर तथा प्रिंग्जहाइम के प्रायोगिक (Eλ – λ) वक्रों के पूर्णत: अनुकूल था। आइन्सटीन ने भी इस परिकल्पना की सहायता से प्रकाश-वैद्युत प्रभाव की सफल व्याख्या की।

इसके गतिज द्रव्यमान एवं संवेग का सूत्र लिखिए। (2012)

फोटॉन का विराम द्रव्यमान तथा गतिक (गतिज) द्रव्यमान — फोटॉन का विराम द्रव्यमान शून्य होता है, परन्तु इसका गतिक द्रव्यमान शून्य नहीं होता। फोटॉन प्रकाश की चाल से गति करते हैं तथा गतिज अवस्था में फोटॉन की ऊर्जा के कारण उसमें जो द्रव्यमान होता है, वह फोटॉन का गतिक द्रव्यमान कहलाता है।
आइन्सटीन के द्रव्यमान ऊर्जा समीकरण के अनुसार,

फोटॉन की ऊर्जा E=mc2 …(1)
जहाँ m = फोटॉन का गतिज द्रव्यमान तथा
c = फोटॉन (प्रकाश) का वेग
प्लांक के अनुसार, फोटॉन की ऊर्जा E = hv …(2)
समी० (1) व समी० (2) से,
mc² = hv
m=hv/c²
अथवा m=hv/c(c/v) ………..(3)
परन्तु c/v= फोटॉन की तरंगदैर्घ्य (λ)
m = h/cλ
फोटॉन का संवेग p = गतिज द्रव्यमान × वेग
=hc/cλ=h/λ

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– Physics Important Questions

प्रश्न 1-पूर्ण आन्तरिक परावर्तन से आप क्या समझते हैं? इसकी आवश्यक शर्ते लिखिए। (2015, 18)

प्रश्न 2- सिद्ध कीजिए कि सघन माध्यम का अपवर्तनांक क्रान्तिक कोण की ज्या (sine) का व्युत्क्रमानुपाती होगा। (2015, 17)

प्रश्न3- क्वाण्टम मॉडल के आधार पर प्रकाश-वैद्युत प्रभाव की व्याख्या कीजिए तथा आइन्स्टीन के प्रकाश-वैद्युत समीकरण को व्युत्पादित कीजिए। (2011, 15, 18)

प्रश्न 4-हाइड्रोजन परमाणु के लिए ऊर्जा-स्तर आरेख खींचिए तथा स्पेक्ट्रमी रेखाओं की लाइमन, बॉमर तथा पाश्चन श्रेणियों की उत्पत्ति समझाइए। इन श्रेणियों में से कौन-सी स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग में के मिलती है? (2015, 17, 18)

प्रश्न 5- बोर मॉडल के आधार पर हाइड्रोजन परमाणु का ऊर्जा स्तर आरेख खींचिए और स्पेक्ट्रमी रेखाओं के लाइमन, बामर एवं पाश्चन श्रेणियों की उत्पत्ति समझाइए। बामर श्रेणी की प्रथम रेखा का तरंगदैर्घ्य भी परिकलित कीजिए। (2018, 20)

प्रश्न 6- हाइड्रोजन परमाणु की nवीं कक्षा में इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा Eₙ= -13.6/n² इलेक्ट्रॉन वोल्ट (eV) सूत्र से दी जाती है। इसके आधार पर
(i) n=1,2,3,4,5,6 तथा ० के लिए विभिन्न ऊर्जा स्तरों की खींचिए।
(ii) विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक संक्रमणों द्वारा हाइड्रोजन परमाणु के उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की लाइमन तथा बॉमर श्रेणियों को प्रदर्शित कीजिए।(2015, 17)

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