ফটোতড়িৎ ক্রিয়ার ক্ষেত্রে-
i. ফটোতড়িৎ প্রবাহ আলোর তীব্রতার উপর নির্ভরশীল
ii. ফটোতড়িৎপ্রবাহ আলোর কম্পাঙ্কের উপর নির্ভরশীল
iii. নিবৃত্তি বিভব ও কম্পাংক পরস্পরের সমানুপাতিক
নিচের কোনটি সঠিক?

ফটোতড়িৎ ক্রিয়া (Photoelectric effect) আলোর ফোটন কণা দ্বারা কোনো ধাতব পৃষ্ঠ থেকে ইলেকট্রন নির্গমনের একটি ঘটনা। এই প্রক্রিয়ার মূল বৈশিষ্ট্যগুলো নিম্নরূপ:

    
• ফটোতড়িৎ প্রবাহ (Photoelectric current) এবং আলোর তীব্রতা (Light intensity):         

  আপতিত আলোর তীব্রতা বৃদ্ধি পেলে প্রতি সেকেন্ডে ধাতব পৃষ্ঠে আপতিত ফোটনের সংখ্যা বৃদ্ধি পায়। এর ফলে নির্গত ইলেকট্রনের সংখ্যাও বৃদ্ধি পায় এবং ফটোতড়িৎ প্রবাহের মানও বৃদ্ধি পায়। অর্থাৎ, ফটোতড়িৎ প্রবাহ আলোর তীব্রতার উপর নির্ভরশীল এবং তাদের সম্পর্ক প্রায় সমানুপাতিক। সুতরাং, বিবৃতি i. ফটোতড়িৎ প্রবাহ আলোর তীব্রতার উপর নির্ভরশীল - এটি সঠিক।

      
    
• ফটোতড়িৎ প্রবাহ এবং আলোর কম্পাঙ্ক (Light frequency):         

  ফটোতড়িৎ প্রবাহ আলোর কম্পাঙ্কের উপর সরাসরি নির্ভরশীল নয়, যতক্ষণ না আপতিত আলোর কম্পাঙ্ক একটি নির্দিষ্ট সূচনা কম্পাঙ্ক (threshold frequency) থেকে কম হয়। সূচনা কম্পাঙ্কের নিচে কোনো ফটোইলেকট্রন নির্গত হয় না, যত তীব্র আলোই আপতিত হোক না কেন। তবে, একবার সূচনা কম্পাঙ্ক অতিক্রম করলে, আলোর তীব্রতা স্থির রেখে কম্পাঙ্ক বাড়ালে নির্গত ইলেকট্রনের সংখ্যা বা প্রবাহের মান বাড়ে না। তাই, সাধারণত বলা হয় যে ফটোতড়িৎ প্রবাহ আলোর কম্পাঙ্কের উপর নির্ভরশীল নয় (তবে কম্পাঙ্ক অবশ্যই সূচনা কম্পাঙ্কের চেয়ে বেশি হতে হবে)। সুতরাং, বিবৃতি ii. ফটোতড়িৎপ্রবাহ আলোর কম্পাঙ্কের উপর নির্ভরশীল - এটি ভুল।

      
    
• নিবৃত্তি বিভব (Stopping potential) এবং কম্পাঙ্ক (Frequency):         

  আইনস্টাইনের ফটোতড়িৎ সমীকরণ অনুযায়ী, নির্গত ফটোইলেকট্রনগুলোর সর্বোচ্চ গতিশক্তি \(K_{max} = hf - \phi_0\), যেখানে \(h\) প্লাঙ্কের ধ্রুবক, \(f\) আলোর কম্পাঙ্ক এবং \(\phi_0\) কার্য-অপেক্ষা (work function)। নিবৃত্তি বিভব \(V_s\) হলো এমন বিভব যা সর্বোচ্চ গতিশক্তি সম্পন্ন ইলেকট্রনকেও থামাতে পারে, অর্থাৎ, \(eV_s = K_{max}\)।

          

  সুতরাং, \(eV_s = hf - \phi_0\)

          

  বা, \(V_s = \frac{h}{e}f - \frac{\phi_0}{e}\)

          

  এই সমীকরণটি দেখায় যে নিবৃত্তি বিভব \(V_s\) আপতিত আলোর কম্পাঙ্ক \(f\)-এর সাথে রৈখিকভাবে (linearly) পরিবর্তিত হয়। অর্থাৎ, \(V_s\) ও \(f\)-এর লেখচিত্র একটি সরলরেখা। তবে, যেহেতু একটি ধ্রুবক পদ \((-\frac{\phi_0}{e})\) রয়েছে, তাই সম্পর্কটি সরাসরি সমানুপাতিক (directly proportional) নয় (সরাসরি সমানুপাতিক সম্পর্ক হলে \(V_s = kf\) হতো, যেখানে কোনো ধ্রুবক পদ থাকতো না এবং লেখচিত্র মূলবিন্দু দিয়ে যেত)। তবে, সরলরেখিকভাবে বৃদ্ধি পায়। MCQ এর প্রেক্ষাপটে অনেক সময় রৈখিক সম্পর্ককে সরলীকৃতভাবে সমানুপাতিক হিসাবে বিবেচনা করা হয়। এই বিবেচনা অনুযায়ী, বিবৃতি iii. নিবৃত্তি বিভব ও কম্পাংক পরস্পরের সমানুপাতিক - এটি সঠিক হিসেবে ধরা যায়।

      

উপরে উল্লিখিত বিশ্লেষণ অনুযায়ী, বিবৃতি i এবং iii সঠিক।

সঠিক উত্তর: i ও iii