ଆଲୋକ-ବୈଦୁତିକ ପ୍ରଭାବ
ଧାତୁ ଭଳି କୌଣସି ଏକ ପଦାର୍ଥ ଉପରେ ପ୍ରଜ୍ଜ୍ୱଳିତ ତୀବ୍ର ଆଲୋକରଶ୍ମୀ ପକାଇଲେ, ସେଥିରୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ବିକିରଣ/ନିର୍ଗତ ହୁଏ । ଏହାକୁ ଆଲୋକ-ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପ୍ରଭାବ (ଈଂରାଜୀରେ Photoelectric Effect) କୁହାଯାଏ । ଏହି ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ନିର୍ଗତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ମାନଙ୍କୁ “ଫୋଟୋ-ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍” କୁହାଯାଏ । ଏହି ପ୍ରଭାବ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ସମ୍ବନ୍ଧୀୟ ରସାୟନ ବିଜ୍ଞାନ ଓ ଭୌତିକ ବିଜ୍ଞାନରେ ଖୁବ୍ ଜଣାଶୁଣା । 

ପରାମ୍ପରିକ ବିଦ୍ୟୁତ୍-ଚୁମ୍ବକତ୍ତ୍ୱ ଅନୁସାରେ ଏହି ଆଲୋକ-ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପ୍ରଭାବରେ ଆଲୋକରୁ ଶକ୍ତି ଇଲେକ୍ଟ୍ରନକୁ ସ୍ଥାନାନ୍ତରିତ ହୋଇଥାଏ । ଆଲୋକର ତୀବ୍ରତାରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ ହେଲେ ଧାତୁରୁ ନିର୍ଗତ ହେଉଥିବା ଇଲେକ୍ଟ୍ରନମାନଙ୍କ ଗତିଜ ଶକ୍ତିରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ ଦେଖାଯାଏ ବୋଲି ପରାମ୍ପରିକ ବିଦ୍ୟୁତ୍-ଚୁମ୍ବକତ୍ତ୍ୱ ଅନୁମାନ କରିଥିଲା । ଆହୁରି ମଧ୍ୟ, ନିମ୍ନ ତୀବ୍ରତାର ଆଲୋକକୁ ଧାତୁ ଉପରେ ଦେଖାଇବାର କିଛି ସମୟ ପରେ ସେଥିରୁ ଇଲେକ୍ଚ୍ରନ୍ ନିର୍ଗତ ହେବା ଆରମ୍ଭ ହୁଅନ୍ତି ବୋଲି କୁହାଯାଇଥିଲା ।  କିନ୍ତୁ ବୈଜ୍ଞାନିକ ପରୀକ୍ଷଣର ଫଳାଫଳ ପାରମ୍ପରିକ ବିଜ୍ଞାନର ଏହି ଦୁଇ ଅନୁମାନକୁ ସମର୍ଥନ କରେନାହିଁ । 

ପ୍ରକୃତରେ, ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଆବୃତ୍ତିରୁ ଅଧିକ ତୀବ୍ର ଆଲୋକ ରଶ୍ମୀ ପଡ଼ିଲେ ହିଁ ଧାତୁର ପୃଷ୍ଠରୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ନିର୍ଗତ ହେବା ଆରମ୍ଭ ହୁଏ । ଏହି ଆବୃତ୍ତିକୁ ମୁକ୍ତିଦାୟିନୀ ଆବୃତ୍ତି (ଈଂରାଜୀରେ Threshold Frequency) କୁହାଯାଏ । ଆଲୋକ ରଶ୍ମୀରେ ଥିବା ଫଟୋନମାନଙ୍କ ଶକ୍ତି ସେମାନଙ୍କ ଆବୃତ୍ତି ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ । ତେଣୁ ମୁକ୍ତିଦାୟିନୀ ଆବୃତ୍ତିରୁ ମିଳୁଥିବା ଶକ୍ତିରୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନମାନେ ଧାତବପୃଷ୍ଠ ଛାଡ଼ିବାରେ ସମର୍ଥ ହୁଅନ୍ତି । ଯଦି ଅତ୍ୟଧିକ ସମୟ ପାଇଁ ମୁକ୍ତିଦାୟିନୀ ଆବୃତ୍ତିରୁ କମ୍ ଆବୃତ୍ତିବିଶିଷ୍ଟ ଆଲୋକ ଧାତବପୃଷ୍ଠରେ ପକାଯାଏ, ତେବେ ମଧ୍ୟ ସେଥିରୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ନିର୍ଗତ ହୁଅନ୍ତି ନାହିଁ । ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଧାତୁପୃଷ୍ଠରୁ ବାହାରିଯିବା ପାଇଁ କ୍ୱାଣ୍ଟା ଗ୍ରହଣ କରୁଥାଏ ଓ କିଛି ଶକ୍ତି/କ୍ୱାଣ୍ଟାର ବିକିରଣ ମଧ୍ୟ ହେଉଥାଏ । ଦୁଇ ବା ଅଧିକ କ୍ୱାଣ୍ଟା ଗ୍ରହଣ କରି ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଧାତୁପୃଷ୍ଠରୁ ବାହାରକୁ ଚାଲିଯିବାର ଦୃଷ୍ଟାନ୍ତ ଅତି ଦୁର୍ଲଭ । ଆଲୋକର ତୀବ୍ରତା କମ୍ ହେଲେ ମଧ୍ୟ ଧାତୁପୃଷ୍ଠରୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ବାହାରିବା ସମ୍ଭବପର ବୋଲି ଆଇନଷ୍ଟାଇନ୍ ମତ ରଖିଥିଲେ । ଆଇନଷ୍ଟାଇନଙ୍କ ମତରେ ଆଲୋକ ତରଙ୍ଗ ନୁହେଁ, ବରଂ ଏଥିରେ ଅନେକ ଶକ୍ତିର ଛୋଟ ଛୋଟ ପୁଡ଼ା ବହନ କରୁଥିବା କ୍ଷୁଦ୍ରକଣ ପଦାର୍ଥ (ଫୋଟୋନ୍) ଥାଆନ୍ତି । ପ୍ରତ୍ୟେକ ଫଟୋନରେ ଥିବା ଶକ୍ତିର ମାନ କେତେ, ତାହା ମ୍ୟାକ୍ସ୍ ପ୍ଲାଙ୍କ୍ ସମୀକରଣ (E = hν)ରୁ ଜଣାପଡ଼େ । ଏହି ସମୀକରଣରେ ଶକ୍ତି (E) ଓ ଆବୃତ୍ତି (ν)ର ସମ୍ପର୍କ ସ୍ଥାପନା କରାଯାଇଛି।  ଗୁଣକ (h)କୁ “ପ୍ଲାଙ୍କ୍ ସ୍ଥିରାଙ୍କ” ବୋଲି କୁହାଯାଏ ।  

୧୮୮୭ ମସିହାରେ ହାଇନରିଖ୍ ହର୍ଜ  ଆବିଷ୍କାର କଲେ ଯେ ଇଲେକଟ୍ରୋଡ୍ ଉପରେ ଅତି-ବାଇଗଣି ରଶ୍ମୀ ପଡ଼ିଲେ ସେଥିରୁ ଅତି ସହଜରେ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ସ୍ଫୁଲିଙ୍ଗ ବାହାରେ ।  ୧୯୯୦ରେ ମ୍ୟାକ୍ସ୍ ପ୍ଲାଙ୍କ୍ କୃଷ୍ଣପଦାର୍ଥ ବିକିରଣର ପରୀକ୍ଷଣ କରି କହିଲେ ଯେ ବିଦ୍ୟୁତ୍-ଚୁମ୍ବକୀୟ ତରଙ୍ଗରେ ଥିବା ଶକ୍ତି ଛୋଟ ଛୋଟ ପୁଡ଼ା ଆକାରରେ ନିର୍ଗତ ହୋଇପାରେ ।  ୧୯୦୫ରେ ଆଲବର୍ଟ୍ ଆଇନଷ୍ଟାଇନ୍ ଆଲୋକର କ୍ୱାଣ୍ଟାରେ ବିଭାଜିତ ଶକ୍ତିକୁ ଆଧାର କରି ଆଲୋକ-ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପ୍ରଭାବ ବିଷୟରେ ଲେଖାଟିଏ ପ୍ରକାଶ କରିଥିଲେ । ଏହା ହିଁ ପରବର୍ତ୍ତୀ ସମୟରେ ପ୍ରମାତ୍ର ଯାନ୍ତ୍ରିକ ବିଜ୍ଞାନରେ ବିକଶିତ ହେଲା । ୧୯୧୪ ମସିହାରେ ରବର୍ଟ୍ ମିଲିକାନ୍ ପରୀକ୍ଷଣ କରି ଆଇନଷ୍ଟାଇନ୍ ଦେଇଥିବା ପ୍ରସ୍ତାବର ସମର୍ଥନ କଲେ । ୧୯୨୧ରେ ଆଇନଷ୍ଟାଇନଙ୍କୁ ଆଲୋକ-ବୈଦ୍ୟୁତିକ ନିୟମର ଆବିଷ୍କାର ପାଇଁ  ଓ ୧୯୨୩ ମସିହାରେ ମିଲିକାନଙ୍କୁ ବିଦ୍ୟୁତରେ ମୌଳିକ ଚାର୍ଜ୍ ଓ ଆଲୋକ-ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପ୍ରଭାବ ସମ୍ବନ୍ଧୀୟ କାର୍ଯ୍ୟ ପାଇଁ ନୋବେଲ୍ ପୁରସ୍କାରରେ ସମ୍ମାନିତ କରାଯାଇଥିଲା । 

ଅଧିକ ପରମାଣୁ କ୍ରମାଙ୍କ ବିଶିଷ୍ଟ ମୌଳିକ ପଦାର୍ଥରେ ଆଲୋକ-ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପ୍ରଭାବ ପାଇଁ ଫଟୋନମାନଙ୍କୁ ଶୂନରୁ ୧ ମେଗା ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍-ଭୋଲ୍ଟ୍ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଶକ୍ତି ଦରକାର । ଧାତବ ପଦାର୍ଥ ଉପରେ ଛୋଟ ତରଙ୍ଗ ଦୈର୍ଘ୍ୟବିଶିଷ୍ଟ ଦୃଶ୍ୟମାନ ଆଲୋକ ଅବା ଅତି-ବାଇଗଣୀ ରଶ୍ମୀ ପଡ଼ିଲେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଅଳ୍ପ ଶକ୍ତିରେ ନିର୍ଗତ ହେବା ଆରମ୍ଭ ହୁଏ । ଆଲୋକ-ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପ୍ରଭାବ ଯୋଗୁଁ ଆଲୋକର ତରଙ୍ଗ-କଣିକା ଦ୍ୱୈତ ମତବାଦ (ଅର୍ଥାତ୍ ଆଲୋକ ଏକ ତରଙ୍ଗ ପରି ଗତି କରେ ଓ ଏହା ଅନେକ କ୍ଷୁଦ୍ରକଣରେ ଗଠିତ ଏକ ପଦାର୍ଥ ମଧ୍ୟ) ସମ୍ପର୍କରେ ଜଣାପଡ଼ିଲା । ଆଲୋକ-ପରିବହନ ପ୍ରଭାବ, ଆଲୋକ-ବିଦ୍ୟୁତରାସାୟନିକ ପ୍ରଭାବ, ଫଟୋଭୋଲ୍ଟାଇକ୍ ପ୍ରଭାବ ଯୋଗୁଁ ମଧ୍ୟ ଆଲୋକ ପ୍ରଭାବରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନର ଗତି ବଦଳିଥାଏ । 

ଯେକୌଣସି ପଦାର୍ଥରୁ ଫଟୋ-ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ବାହାରିପାରେ କିନ୍ତୁ ଧାତବ ପଦାର୍ଥ ଓ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ସୁପରିବାହୀ ପଦାର୍ଥରେ ଏହି ପ୍ରଭାବ ଅତି ସହଜରେ ପରିଲକ୍ଷିତ ହୁଏ । ଧାତବ ପଦାର୍ଥରେ ଚାର୍ଜର ଭାରସାମ୍ୟ ବାଧାପ୍ରାପ୍ତ ହୁଏ, ବିଦ୍ୟୁତ୍ ବିଭବ ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ ଓ ଏହି କାରଣରୁ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ପ୍ରବାହ ହୁଏ । ଗ୍ୟାସୀୟ ପରିବେଶରେ ବା କଳଙ୍କଯୁକ୍ତ ଧାତୁପୃଷ୍ଠରୁ ଫଟୋ-ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ବାହାରିବା ସହଜ ନୁହଁ । ତେଣୁ ପରୀକ୍ଷଣ ଶୂନ୍ୟରେ ଓ ଚିକ୍କଣ ପୃଷ୍ଠବିଶିଷ୍ଟ ଧାତୁକୁ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଏ । ଫଟୋ-ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ବାହାରି କୌଣସି କଠିନ ପଦାର୍ଥ ମଧ୍ୟକୁ ବିକିରଣ ହେଲେ ତା’କୁ ଅନ୍ତଃ ଫଟୋବିକିରଣ ଓ ଶୂନ୍ୟକୁ ବିକିରଣ ହେଲେ ବାହ୍ୟ ଫଟୋବିକିରଣ କୁହନ୍ତି ।

ବିକିରଣ ପଦ୍ଧତି 
ଆଲୋକରଶ୍ମୀର ଫଟୋନର ଶକ୍ତି ଆଲୋକର ଆବୃତ୍ତି ସହିତ ସମାନୁପାତୀ । ଯଦି କୌଣସି ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଗୋଟିଏ ଫଟୋନର ଶକ୍ତି ଅକ୍ତିଆର କରେ ଓ ଏହାର ଶକ୍ତି ପଦାର୍ଥରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନମାନଙ୍କୁ ବାନ୍ଧି ରଖିଥିବା ଶକ୍ତି (ବନ୍ଧନ ଶକ୍ତି ବା ଈଂରାଜୀରେ Work Function)କୁ ଅତିକ୍ରମ କରେ, ସେ ଧାତବପୃଷ୍ଠରୁ ବାହାରକୁ ବାହାରେ ।  ଫୋଟୋନର ଶକ୍ତି ଧାତୁର ବନ୍ଧନ ଶକ୍ତିରୁ କମ୍ ହେଲେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ବାହାରିପାରିବ ନାହିଁ । ସବୁ ଧାତୁର ନିଜସ୍ୱ ବନ୍ଧନ ଶକ୍ତି ଥାଏ ଓ ଏହା ପରସ୍ପରଠାରୁ ଭିନ୍ନ । ନିମ୍ନ ଆବୃତ୍ତିବିଶିଷ୍ଟ ଆଲୋକର ତୀବ୍ରତା ବଢ଼ିଲେ କମ୍ ଶକ୍ତି ସମ୍ପନ୍ନ ଫଟୋନଙ୍କ ସଂଖ୍ୟା ବଢ଼ିଥାଏ । ଯେତେ ଅଧିକ ସମୟ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଏପରି ଆଲୋକ ପଡ଼ିଲେ ମଧ୍ୟ ଫଟୋନ୍ ନିଜର ଶକ୍ତି ବଳରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନମାନଙ୍କୁ ଧାତବପୃଷ୍ଠରୁ ବାହାର କରାଇବାରେ ଅସମର୍ଥ ହୁଏ । ତେଣୁ ଫଟୋ-ଇଲେକ୍ଟ୍ରନମାନଙ୍କ ଶକ୍ତି ଆଲୋକର ତୀବ୍ରତା ନୁହେଁ ବରଂ ତାହାର ଆବୃତ୍ତି ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ । ଆଗନ୍ତୁକ ଫଟୋନ୍ ଓ ଧାତୁର ପୃଷ୍ଠରେ ଥିବା ଇଲେକ୍ଟ୍ରନମାନଙ୍କ ପରସ୍ପର କ୍ରିୟା ଆଲୋକ-ବୈଦ୍ୟୁତିକ ନିୟମଦ୍ୱାରା ଜାଣିହେବ ।  

“ସବୁ ନହେଲେ କିଛିନାହିଁ” ନିୟମରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନକୁ ଫଟୋନଠାରୁ ଶକ୍ତି ସ୍ଥାନାନ୍ତର ହୁଏ । ଫଟୋନର ସବୁଶକ୍ତି ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ନେଇ ଧାତବପୃଷ୍ଠର ବନ୍ଧନ ଶକ୍ତି ଅତିକ୍ରମ କଲେ ବହିର୍ଗତ ହୋଇଥାଏ । ଅନ୍ୟଥା ନିଜେ ସେହି ଶକ୍ତି ବିକିରଣ କରେ । ଫଟୋନରୁ ମିଳିଥିବା ଶକ୍ତିର କିଛି ଅଂଶ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନକୁ ବନ୍ଧନ ଶକ୍ତିରୁ ମୁକ୍ତି ଦିଅନ୍ତି ଓ ଅନ୍ୟ ଅଂଶ ତାହାକୁ ଗତିଜ ଶକ୍ତି ପ୍ରଦାନ କରନ୍ତି ।

ଆଲୋକ-ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପ୍ରଭାବ ସମ୍ପର୍କୀୟ ପରୀକ୍ଷାନିରୀକ୍ଷା 
କୌଣସି ଏକ ଧାତବ ପଦାର୍ଥରୁ ଫଟୋ-ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ନିର୍ଗତ କରାଇବା ପାଇଁ ଆଲୋକ ରଶ୍ମୀର ଆବୃତ୍ତି ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ସର୍ବନିମ୍ନ ଆବୃତ୍ତିରୁ ଅଧିକ ହେବା ଆବଶ୍ୟକ । ଏହି ଆବୃତ୍ତିକୁ ମୁକ୍ତିଦାୟିନୀ ଆବୃତ୍ତି ବୋଲି କହିପାରିବା । ପ୍ରତ୍ୟେକ ଧାତବ ପଦାର୍ଥର ମୁକ୍ତିଦାୟିନୀ ଆବୃତ୍ତି ଭିନ୍ନ ଭିନ୍ନ । ଆଗନ୍ତୁକ ଫଟୋନଙ୍କ ସଂଖ୍ୟା ସ୍ଥିରରଖି ତାହାର ଆବୃତ୍ତି ବଢ଼ାଇଲେ ଫଟୋନମାନଙ୍କର ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଶକ୍ତି ବଢ଼େ ଓ ଫଳରେ ନିର୍ଗତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନମାନଙ୍କ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଶକ୍ତି ବଢ଼େ । ଏହାପାଇଁ ପ୍ରତିରୋଧକ ବିଭବ ମଧ୍ୟ ବଢ଼େ । ଫଟୋନଗୁଡ଼ିକ ଅଧିକ ଶକ୍ତି ବହନ କରୁଥିବାରୁ  ଫୋଟୋ-ଇଲେକ୍ଟ୍ରନଙ୍କ ସଂଖ୍ୟାବୃଦ୍ଧିର ସମ୍ଭାବନା ବଢ଼େ । ତେଣୁ ପ୍ରତ୍ୟେକ ଫଟୋନ୍ ଫଟୋ-ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ସୃଷ୍ଟି କରିପାରିବ ନା ନାହିଁ ତାହା ଫଟୋନର ଶକ୍ତି ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ । କିନ୍ତୁ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଆବୃତ୍ତିବିଶିଷ୍ଟ ଆଲୋକର ତୀବ୍ରତା ବଢ଼ାଇଲେ ଫଟୋ-ଇଲେକ୍ଟ୍ରନମାନଙ୍କ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଶକ୍ତି ପ୍ରଭାବିତ ହୁଏନାହିଁ । 

ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଧାତବ ପଦାର୍ଥ ଓ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଆବୃତ୍ତିରେ ପଡ଼ୁଥିବା ଆଲୋକର ତୀବ୍ରତା ବଢ଼ିଲେ ଫଟୋ-ଇଲେକ୍ଟ୍ରନମାନଙ୍କ ନିର୍ଗମ ହେବାର ହାର ବଢ଼ିଯାଏ । ଏପରି ସ୍ଥିତିରେ ପ୍ରତିରୋଧକ ବିଭବ ସମାନ ରହିଥାଏ, କିନ୍ତୁ ଫଟୋ-ଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ ସ୍ରୋତ(Photoelectric Current)ରେ ବୃଦ୍ଧି ହେବାର ଦେଖାଯାଏ ।  ଆଲୋକ ଧାତବ ପୃଷ୍ଠରେ ପଡ଼ିବାର ପ୍ରାୟ ୧/୧୦୦୦୦୦୦୦୦୦ ସେକେଣ୍ଡ୍ ମଧ୍ୟରେ ଫଟୋ-ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ବିକିରଣ ଆରମ୍ଭ ହୋଇଯାଏ ।

ଗାଣିତିକ ବ୍ୟାଖ୍ୟା 
୧୯୦୫ ମସିହାରେ ଆଇନଷ୍ଟାଇନ୍ ଆଲୋକ-ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପ୍ରଭାବର ବିବରଣୀ ପ୍ରଦାନ କରିଥିଲେ । ମ୍ୟାକ୍ସ୍ ପ୍ଲାଙ୍କ୍ ପ୍ରଥମେ ମତ ରଖିଥିଲେ ଯେ ଆଲୋକ ତରଙ୍ଗରେ ଅନେକ ଛୋଟ ଛୋଟ ଶକ୍ତି ପୁଟୁଳି ଫଟୋନ୍ ବା କ୍ୱାଣ୍ଟା ରୂପରେ ରହିଥାନ୍ତି । ଏହି ପ୍ରସ୍ତାବିତ ତଥ୍ୟର ସହାୟତା ନେଇ ଆଇନଷ୍ଟାଇନ୍ ଆଲୋକ-ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପ୍ରଭାବର ଗାଣିତିକ ବ୍ୟାଖ୍ୟା ପ୍ରଦାନ କରିଥିଲେ । 

ଧାତୁରୁ ବହିର୍ଗତ ହେଉଥିବା ଇଲେକ୍ଟ୍ରନର ସର୍ବାଧିକ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଶକ୍ତି  ବା ର ପରିମାଣ ହେଲା : 

ଏଠାରେ  ପ୍ଲାଙ୍କ୍ ସ୍ଥିରାଙ୍କ ଏବଂ  ଆଗନ୍ତୁକ ଫଟୋନର ଆବୃତ୍ତି ।  ବନ୍ଧନ ଶକ୍ତିର ସୂଚକ (ଏହାକୁ  ବା  ମଧ୍ୟ କୁହାଯାଏ) । ଯେଉଁ ପରିମାଣର ସର୍ବନିମ୍ନ ଶକ୍ତି ପ୍ରାପ୍ତ କରି ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଧାତବ ପଦାର୍ଥର ପୃଷ୍ଠରୁ ବାହାରିବାକୁ ସମର୍ଥ ହୁଏ, ତାହାକୁ ବନ୍ଧନ ଶକ୍ତି ବୋଲି କୁହାଯାଏ । ବନ୍ଧନ ଶକ୍ତିର ସମୀକରଣ ହେଲା :

ଏଠାରେ କୁ ଧାତବ ପଦାର୍ଥର ମୁକ୍ତିଦାୟିନୀ ଆବୃତ୍ତି (ଈଂରାଜୀରେ Threshold Frequency) କୁହାଯାଏ ।  ତେଣୁ ନିର୍ଗତ ହେଉଥିବା ଏକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନର ସର୍ବାଧିକ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଶକ୍ତି ହେଲା : 

ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଶକ୍ତିର ପରିମାଣ ଶୂନରୁ ଅଧିକ ହୋଇଥିବାରୁ ଆଲୋକ-ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପ୍ରଭାବ ପାଇଁ  ହେବା ଆବଶ୍ୟକ । 

 ଫଟୋ-ଇଲେକ୍ଟ୍ରନର ସର୍ବାଧିକ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଶକ୍ତି;

ଏଠାରେ m ବହିର୍ଗତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନର ବସ୍ତୁତ୍ୱ; vm ବହିର୍ଗତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନର ବେଗ ।

ପ୍ରତିରୋଧକ ବିଭବ
ବିଦ୍ୟୁତ୍ ପ୍ରବାହ ଏବଂ ପ୍ରୟୋଗ କରାଯାଇଥିବା ବିଦ୍ୟୁତ୍ ବିଭବ ମଧ୍ୟରେ ସମ୍ପର୍କରୁ ଆଲୋକ-ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପ୍ରଭାବ କିପରି ହେବ, ତାହା ଜାଣିହେବ ।  ମନେ କରାଯାଉ, ଆଲୋକ ଉତ୍ସ ଏକ ପାତ ବା ପ୍ଲେଟ୍ (P) ଉପରେ ପଡ଼ୁଛି, ଏଥିରୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ନିର୍ଗତ ହେଉଛନ୍ତି । ଆଉ ଏକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ଼୍ ପାତ (Q) ନିର୍ଗତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନମାନଙ୍କୁ ସଂଗ୍ରହ କରୁଛି । ଦୁଇଟି ପାତ ଏକ ସୁପରିବାହୀ ତାରଦ୍ୱାରା ସଂଯୁକ୍ତ ;  ଯେଉଁଥିରେ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ପ୍ରବାହିତ ହୋଇପାରିବ । ପରୀକ୍ଷା ପାଇଁ ଆମେ P ଓ Q ମଧ୍ୟରେ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ବିଭବ ବଦଳାଇବା ଓ ପ୍ରବାହିତ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ସ୍ରୋତକୁ ମାପିବା । 

ଆଲୋକର ଆବୃତ୍ତି ଓ ତୀବ୍ରତାକୁ ସ୍ଥିର ରଖାଯାଉ । ବର୍ତ୍ତମାନ Q ପାତର ଯୁକ୍ତ ବିଭବ ଧୀରେ ଧୀରେ ବଢ଼ାଇଲେ ସମସ୍ତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ସଂଗୃହିତ ହେଲା ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ପ୍ରବାହର ମାତ୍ରା କ୍ରମଶଃ ବଢ଼ିବାକୁ ଲାଗିବ ।  ଏହି ପ୍ରବାହର ମାନ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ସଂଖ୍ୟାରେ ପହଞ୍ଚି ତା’ପରେ Q ପାତର ଯୁକ୍ତ ବିଭବ ଯେତେ ବଢ଼ାଇଲେ ମଧ୍ୟ ଆଉ ବଢ଼ିବ ନାହିଁ । ଏହି ପରିପୂର୍ଣ୍ଣ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ସ୍ରୋତ (ଈଂରାଜୀରେ Saturation Current)ର ମାପ ଆଲୋକର ତୀବ୍ରତା ସହିତ ବଢ଼େ ।  ଆଲୋକର ଆବୃତ୍ତି ବଢ଼ିଲେ ମଧ୍ୟ ପରିପୂର୍ଣ୍ଣ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ସ୍ରୋତର ମାପ ବଢ଼େ । କାରଣ ଅଧିକ ଆବୃତ୍ତି/ଶକ୍ତି ଯୋଗୁଁ ଧାତୁପୃଷ୍ଠରୁ ଅଧିକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ବାହାରିବାର ସମ୍ଭାବନା ରହିଛି ।  

କିନ୍ତୁ Q ପାତର ବିଯୁକ୍ତ ବିଭବ ଧୀରେ ଧୀରେ ବଢ଼ାଇଲେ ଫଟୋ-ଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ ପ୍ରବାହ କ୍ରମଶଃ କମିବାକୁ ଲାଗେ । ଏବଂ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ବିଯୁକ୍ତ ବିଭବରେ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ପ୍ରବାହ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଭାବେ ବନ୍ଦ ହୋଇଯାଏ । ଯେଉଁ ବିଯୁକ୍ତ ବିଭବରେ ସଂଗ୍ରାହକ ପାତରେ ଫଟୋ-ଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ ପ୍ରବାହର ମାପ ଶୂନ ହୋଇଯାଏ ତାହାକୁ ପ୍ରତିରୋଧକ ବିଭବ (ଈଂରାଜୀରେ Stopping Potential) ବୋଲି କୁହାଯାଇପାରିବ । 

୧. ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଆବୃତ୍ତି ପାଇଁ ପ୍ରତିରୋଧକ ବିଭବ ଓ ଆଲୋକର ତୀବ୍ରତା ମଧ୍ୟରେ କୌଣସି ସମ୍ପର୍କ ନଥାଏ । 

୨. ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଆବୃତ୍ତିରେ ପ୍ରତିରୋଧକ ବିଭବ କେତେ ତାହା ଫଟୋ-ଇଲେକ୍ଟ୍ରନମାନଙ୍କ ସର୍ବାଧିକ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଶକ୍ତି ରୁ ଜାଣିହେବ । ଯଦି qe ଏକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନର ଚାର୍ଜ୍ ହୁଏ ଓ  ପ୍ରତିରୋଧକ ବିଭବ ହୁଏ, ତେବେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନକୁ ଅଟକାଇବା ପାଇଁ  ପ୍ରତିରୋଧକ ବିଭବଦ୍ୱାରା କରାଯାଇଥିବା କାର୍ଯ୍ୟର ମାପ ହେଲା :  । ଯେହେତୁ ଏହି କାର୍ଯ୍ୟଦ୍ୱାରା ଇଲେକ୍ଟ୍ରନର ଗତିଜ ଶକ୍ତି ଶୂନ ହୋଇଯାଉଛି, ତେଣୁ ଏହି ଦୁଇଜଣଙ୍କ ମାପ ସମାନ । 

ପୂର୍ବେ କୁହାଯାଇଥିବା ସୂତ୍ର ଅନୁସାରେ

ଏଥିରୁ ଆମେ ଜାଣିବାକୁ ପାଇଲେ ଯେ ଆଲୋକର ଆବୃତ୍ତି ସହ ପ୍ରତିରୋଧକ ବିଭବ ସରଳ ଅନୁପାତରେ ବଢ଼ିଥାଏ ଓ ଏହି ବିଭବର ମାପ ଧାତୁର ପ୍ରକାର ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ । ଏକ ପଦାର୍ଥରୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ବିକିରଣ ପାଇଁ ମୁକ୍ତିଦାୟିନୀ ଆବୃତ୍ତି ଅତିକ୍ରମ କରିବା ଆବଶ୍ୟକ ଓ ଏହା ଉପରେ ଆଲୋକର ତୀବ୍ରତାର କୌଣସି ପ୍ରଭାବ ନଥାଏ ।

ତିନି ସୋପାନ ପ୍ରଣାଳୀ 
ସ୍ଫଟିକ ପଦାର୍ଥରେ ଆଲୋକ-ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପ୍ରଭାବକୁ ତିନୋଟି ସୋପାନରେ ବିଭକ୍ତ କରାଯାଇପାରିବ । ଏହାକୁ ତିନି ସୋପାନ ପ୍ରଣାଳୀ କୁହାଯାଏ । 

୧. ଅନ୍ତରାଲୋକ-ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପ୍ରଭାବ (ଈଂରାଜୀରେ Inner photoelectric effect)

୨. ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ବିଚ୍ଛୁରଣ

୩. ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ବହିର୍ଗମନ

ଇତିହାସ 
ଧାତବ ପୃଷ୍ଠ ମୁକ୍ତିଦାୟିନୀ ଆବୃତ୍ତିରୁ ଅଧିକ ଆବୃତ୍ତିବିଶିଷ୍ଟ ବିଦ୍ୟୁତ୍-ଚୁମ୍ବକୀୟ ବିକିରଣର ସମ୍ମୁଖୀନ ହେଲେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ବହିର୍ଗମନ ଆରମ୍ଭ ହୁଏ । କ୍ଷାରୀୟ ଧାତବ ପଦାର୍ଥ ପାଇଁ ଦୃଶ୍ୟମାନ ଆଲୋକ, ଅନ୍ୟ ଧାତବ ପଦାର୍ଥ ପାଇଁ ଅତିବାଇଗଣୀ ନିକଟବର୍ତ୍ତୀ ଓ ଅଧାତବ ପଦାର୍ଥ ପାଇଁ ଅତ୍ୟନ୍ତ ବାଇଗଣୀ ରଶ୍ମୀ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନମାନଙ୍କୁ ଧାତବପୃଷ୍ଠରୁ ତଡ଼ିବାରେ ସମର୍ଥ ହୋଇଥାନ୍ତି । ସାଧାରଣତଃ ଅତିବାଇଗଣୀ ଆଲୋକ କ୍ୟାଥୋଡ୍ ରଶ୍ମୀ ପରି ବିଯୁକ୍ତଚାର୍ଜିତ କଣିକାମାନଙ୍କର ରଶ୍ମୀ ସୃଷ୍ଟି କରିପାରନ୍ତି ଓ ଗ୍ୟାସରେ ଆୟନ୍ ସୃଷ୍ଟି କରିପାରନ୍ତି । ପ୍ରଥମେ ୧୮୮୭ ମସିହାରେ ହର୍ଜ୍ ଓ ହଲ୍ୱାକ୍ସ୍ ଏହି ପ୍ରକ୍ରିୟା ଆବିଷ୍କାର ଆବିଷ୍କାର କରିଥିଲେ । ୧୯୯୦ରେ ଫିଲିପ୍ ଲେନାର୍ଡ୍ ମଧ୍ୟ ଏହାର ପୁଷ୍ଟି କରିଥିଲେ । 

ଏପରି ପ୍ରଭାବ ସୃଷ୍ଟି କରିପାରୁଥିବା ଘନ ଅତିବାଇଗଣୀ ଆଲୋକ ଆର୍କ୍ ବତୀରୁ, ମ୍ୟାଗ୍ନେସିୟମର ଦହନରୁ ବା ଅଭ୍ର ଓ କାଡମିୟମ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ମଧ୍ୟରେ ସ୍ଫୁଲିଂଗଦ୍ୱାରା ସୃଷ୍ଟି କରାଯାଇପାରେ । ସୂର୍ଯ୍ୟ ଆଲୋକରେ ଥିବା ଅତିବାଇଗଣୀ ରଶ୍ମୀ ବାୟୁମଣ୍ଡଳରେ କ୍ଷୟ ହୋଇଯାଏ । ତେଣୁ ଏହା ଆର୍କ୍ ବତୀପରି ପ୍ରଭାବ ସୃଷ୍ଟି କରିପାରେ ନାହିଁ । ଅତିବାଇଗଣୀ ରଶ୍ମୀ ପଡ଼ିଲେ ଧାତବ ପଦାର୍ଥ ସମେତ ଅନ୍ୟ କେତେକ ପଦାର୍ଥରୁ ମଧ୍ୟ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ନିର୍ଗତ ହୋଇପାରିବ ।

ବ୍ୟବହାର ଏବଂ ଅନ୍ୟ ପ୍ରଭାବ 
୧. ଆଲୋକ-ଗୁଣକ (ଈଂରାଜୀରେ Photomultiplier)ରେ ଏହି ପ୍ରଭାବର ବ୍ୟବହାର କରାଯାଏ । ଏହି ଯନ୍ତ୍ରର କାମ ହେଲା ତଳ ଆବୃତ୍ତିର ବା ନିମ୍ନମାନର ଆଲୋକକୁ ବ୍ୟବହାର କରି ପରିବର୍ଦ୍ଧିତ କରି ମାପିବା । 

୨. ଛବି ସେନ୍ସର୍ (ଈଂରାଜୀରେ Image Sensors) ପୂର୍ବ ସମୟର କଳମୁକୁରରେ ବ୍ୟବହୃତ ହେଉଥିଲା । ଏଥିରେ ଆଲୋକ-ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପ୍ରଭାବ ବ୍ୟବହାର କରି ଚିତ୍ରକୁ ଏକ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ସିଗନାଲରେ ପରିଣତ କରାଯାଏ । 

୩. ସୁନା-ପାତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋସ୍କୋପ୍ (ଈଂରାଜୀରେ Gold-leaf Electroscope) ସ୍ଥିତ-ବିଦ୍ୟୁତ୍ ଚିହ୍ନଟ କରବାରେ ସାହାଯ୍ୟ କରେ ଏବଂ ଆଲୋକ-ବୈଦ୍ୟୁତିକ ନିୟମରେ କାମ କରେ। 

୪. ଫଟୋ-ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରୋସ୍କୋପି (ଈଂରାଜୀରେ Photoelectron spectroscopy)

୫. ଚନ୍ଦ୍ରର ଧୂଳିକଣା ଏହି ପ୍ରଭାବରେ ସୂର୍ଯ୍ୟର ଆଲୋକ ପାଇ ଚାର୍ଜିତ ହୁଅନ୍ତି ଓ ପରସ୍ପରଠୁ ବିକର୍ଷିତ ହୋଇ ଏକ ଧୂଳିମୟ ବାୟୁମଣ୍ଡଳ ସୃଷ୍ଟି କରନ୍ତି । ଏଥିପାଇଁ ସୂର୍ଯ୍ୟାସ୍ତ ସମୟର ଚନ୍ଦ୍ର କ୍ଷୀଣ ଉଜ୍ଜ୍ୱଳ ଦେଖାଦିଏ ।

ଆଧାର

ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ଲିଙ୍କ୍

AstronomyCast "http://www.astronomycast.com/2014/02/ep-335-photoelectric-effect/". AstronomyCast.
Nave, R., "Wave-Particle Duality". HyperPhysics.
"Photoelectric effect". Physics 2000. University of Colorado, Boulder, Colorado.
ACEPT W3 Group, "The Photoelectric Effect". Department of Physics and Astronomy, Arizona State University, Tempe, AZ.
Haberkern, Thomas, and N Deepak "Grains of Mystique: Quantum Physics for the Layman". Einstein Demystifies Photoelectric Effect, Chapter 3.
Department of Physics, "The Photoelectric effect ". Physics 320 Laboratory, Davidson College, Davidson.
Fowler, Michael, "The Photoelectric Effect". Physics 252, University of Virginia.
Go to "Concerning an Heuristic Point of View Toward the Emission and Transformation of Light " to read an English translation of Einstein's 1905 paper. (Retrieved: 2014 Apr 11)
http://www.chemistryexplained.com/Ru-Sp/Solar-Cells.html
Photo-electric transducers: http://sensorse.com/page4en.html

Applets
"Photoelectric Effect". The Physics Education Technology (PhET) project. (Java)
Fendt, Walter, "The Photoelectric Effect ". (Java)
"Applet: Photo Effect ". Open Source Distributed Learning Content Management and Assessment System. (Java)

ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନ