ఛాయా విద్యుత్తు
సంగ్రహ ఆంధ్ర
రకములైన రంగుల కాంతిని ఉపయోగించి వివిధములైన ప్రయోగములు జరపబడెను. ఒక వంక ఫోటో ఎలక్ట్రానులయొక్క సంఖ్యకును, వాటి వేగమునకును, మరియొక వంక ప్రయోగింపబడు కాంతి యొక్క తీవ్రతకును (intensity), తరచుదనమునకును (frequency) నడుమగల సంబంధ సామ్యములను కనుగొనుటకే ఈ ప్రయోగములు ఉద్దేశింపబడినవి. ఈ పరిశీలనా ఫలితములు ఛాయా విద్యుదుద్గార సూత్రముల రూపము (laws of photo-electric emission) లో సంగ్రహముగా ఈ దిగువ నియ్యడ మైనది :
(1) పతన కిరణము (incident light) యొక్క తరచుదనము (frequency) ఏదో యొక కనీస పరిమాణము కంటె ఎక్కువగా నుండిననేగాని, ఏ లోహమునుండి యైనను ఛాయా విద్యుదుద్గారము (photo-electric emmission) సంభవింపజాలదు.
(2) పతనకిరణము యొక్క తీవ్రత అతిశయించుటతో పాటుగా, బయల్వెడలు (omit) ఎలక్ట్రానుల సంఖ్య గూడ పెరుగును.
(3) ఫొటో ఎలక్ట్రానులు యొక్క గరిష్ఠ శక్తిగాని లేక వేగముగాని, కాంతియొక్క తీవ్రతమీద ఆధారపడి యుండక, దాని తరచుదనమును (frequency) బట్టి హెచ్చుచుండును. ఈవిధముగా అతి నీలలోహిత కాంతి పుంజము (అధికతరమైన తరచుదనము) నుండి ఉత్పన్నమగు ఎలక్ట్రానులు, సాధారణముగా పూర్వనీలలోహిత తేజఃపుంజము (అల్పతరమైన తరచుదనము) నుండి బయల్వెడలు వాటి కంటె అధికతర మైన వేగమును కలిగి యుండును.
(4) పతన కిరణ సంఘటనమునకును, ఎలక్ట్రానుల ఉద్గారమునకును (emission) నడుమ కాలవ్యవధి (time lag) ఉండదు.
ఛాయా విద్యుత్సిద్ధాంతము (Theory of photoelectric effect) : ఇంతకు పూర్వము పేర్కొనినట్లు, ఈ సిద్ధాంతము ఆవిష్కరణమగు కాలమున భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు కాంతి యనునది విద్యుదయస్కాంత తరంగ గమన రూపమున నుండునని దృఢముగ విశ్వసించి యుండిరి. తరంగ సిద్దాంతమును బట్టి కాంతికిరణము యొక్క తీవ్రత తరంగముల యొక్క వ్యాప్తి (amplitude) మీద ఆధారపడి యుండును. వ్యాప్తి ఎంత పెద్ద దయిన, తీవ్రత (intensity) అంత హెచ్చుగ నుండును. అందుచే ఈ సిద్ధాంతము ననుసరించి లోహమునందు గల ఎలక్ట్రానులు కాంతిపతన తరంగము (incident wave of light) యొక్క విద్యుత్ క్షేత్రము (electric field)చే ప్రభవింప చేయబడును. అలజడి, ఆందోళనము (disturbance) ఉధృతమైనచో, ఎలక్ట్రానులు (విద్యుత్పరమాణువులు) ఉద్గార మొందవచ్చును. దీనినిబట్టి తరంగము యొక్క వ్యాప్తి ఉన్నతమైన కొలదియు, కాంతియొక్క తీవ్రతగూడ అధికమగును. ఈ నిర్ణయము పైన పేర్కొనిన మూడవ సూత్రముతో ఏకీభవించదు. ఎలక్ట్రాను మొట్టమొదటి ప్రచోదనమును (impulse) స్వీకరించినప్పుడు, అది బయటకు వెడలగొట్టబడక (eject), కాంతివలన అది చాలకాలము వరకు ప్రభవింప బడును; అప్పుడు దానిశక్తి క్రమముగా పెరుగుచుండు నని ఊహించినచో, అట్టి సమయమున, ఎలక్ట్రాను, లోహో పరితలము (metallic surface) నుండి బయల్వెడలుటకు కొంత కాలవ్యవధి జరిగిన పిమ్మటనే, అవసరమైనంత శక్తిని అది సమీకరించుకొనును. పైన పేర్కొనిన నాల్గవ సూత్రమునందు పరిశీలింపబడిన విషయములకు ఈ ఫలితము విరుద్ధముగ నున్నది. ఈ విధముగా ఫోటో ఎలక్ట్రిక్ ఎఫెక్టును గురించిన విషయములలో దేనిని గురించి యైనను తరంగసిద్ధాంతము సహేతుకముగ వివరింప జాలదు. అట్టి తరుణమున ఈ శతాబ్దములో జీవించి యున్న మహామేధావియగు ఐన్ స్టెయిను మహాశయుడు ఈ సమస్యపై శాస్త్రసిద్ధాంత విధానమును నూతన మార్గమునకు మరల్చెను. ఆతడు ప్లాంక్ ప్రతిపాదించిన 'పరిమాణ సంభావితము' (quantum hypothesis)ను అన్వయించి, కాంతి పదార్థముతో (matter) సంపర్కము చెందునపుడు, అది అణువుల రూపములో వర్తించు నని ఆతడు సూచించెను. ఆతని సిద్ధాంతము ననుసరించి ఏకవర్ణ కాంతి (monochromatic light or light of single frequency or colour) - “y” అనునది 'hv' అను పరమాణువుల సమూహముతో నిండియుండును. ఈ పరమాణువులు తేజఃఖండము లని
786
