পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র • Dhaka Board • ঢাকা বোর্ড ২০২১

পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

ল্যাবরেটরিতে বায়ু মাধ্যমে রওনক সাহেব ইয়ং এর দ্বি-চিড় পরীক্ষায় চিড় দুটির ব্যবধান 0.66 cm এবং চিড় হতে পর্দার দূরত্ব 166 cm নিয়ে কাজ করল। কেন্দ্রীয় উজ্জ্বল পট্টি হতে 16 তম উজ্জ্বল পট্টির দূরত্ব পেল 0.16 cm। রওনক সাহেব পরীক্ষাটি আবার 1.66 প্রতিসরাঙ্ক বিশিষ্ট মাধ্যমে সম্পন্ন করলেন।

  1. ক)

    শান্ট কী?

    (1)
  2. খ)

    ডোপিংকৃত অর্ধপরিবাহক তড়িৎ নিরপেক্ষ কিনা ব্যাখ্যা করো।

    (2)
  3. গ)

    উদ্দীপকের পরীক্ষায় ব্যবহৃত আলোর তরঙ্গ দৈর্ঘ্য নির্ণয় করো।

    (3)
  4. ঘ)

    উল্লিখিত পরীক্ষাটি বায়ু মাধ্যমে না করে এবং উদ্দীপকে উল্লিখিত অন্য মাধ্যমে করা হলে ডোরার প্রস্থ এর কী পরিবর্তন হবে-গাণিতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে মতামত দাও।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    গ্যালভানোমিটারের মতো সূক্ষ্ম ও সংবেদনশীল বৈদ্যুতিক যন্ত্রকে উচ্চ তড়িৎ প্রবাহের ক্ষতি থেকে রক্ষা করার জন্য এর সাথে সমান্তরালে যে অল্প মানের রোধ যুক্ত করা হয়, তাকে শান্ট বলে।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    হ্যাঁ, ডোপিংকৃত অর্ধপরিবাহক তড়িৎ নিরপেক্ষ। কারণ ডোপিং প্রক্রিয়ায় বিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহীর (যেমন সিলিকন বা জার্মেনিয়াম) সাথে যে অপদ্রব্য পরমাণু (যেমন ফসফরাস বা বোরন) যোগ করা হয়, তা মূলত তড়িৎ নিরপেক্ষ পরমাণু। পরমাণুগুলোর নিউক্লিয়াসে থাকা মোট ধনাত্মক চার্জ (প্রোটন) এবং নিউক্লিয়াসের বাইরে থাকা মোট ঋণাত্মক চার্জ (ইলেকট্রন) সমান থাকে। ডোপিংয়ের ফলে মুক্ত ইলেকট্রন বা হোলের সৃষ্টি হলেও সার্বিকভাবে ক্রিস্টালে মোট প্রোটন সংখ্যা ও মোট ইলেকট্রন সংখ্যা সমান থাকে। ফলে কোনো নীট চার্জ সৃষ্টি হয় না এবং ডোপিংকৃত অর্ধপরিবাহক সার্বিকভাবে তড়িৎ নিরপেক্ষ থাকে।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    দেওয়া আছে,
    চিড় দুটির মধ্যবর্তী দূরত্ব, d=0.66 cm=0.66×10−2 md = 0.66\text{ cm} = 0.66 \times 10^{-2}\text{ m}
    চিড় হতে পর্দার দূরত্ব, D=166 cm=1.66 mD = 166\text{ cm} = 1.66\text{ m}
    উজ্জ্বল পট্টির ক্রম, n=16n = 16
    কেন্দ্রীয় উজ্জ্বল পট্টি হতে 16-তম উজ্জ্বল পট্টির দূরত্ব, x16=0.16 cm=0.16×10−2 mx_{16} = 0.16\text{ cm} = 0.16 \times 10^{-2}\text{ m}

    আমরা জানি, nn-তম উজ্জ্বল ডোরার অবস্থানের সমীকরণ:
    xn=nλDdx_n = \frac{n\lambda D}{d}
    λ=xndnD\lambda = \frac{x_n d}{n D}
    λ=0.16×10−2 m×0.66×10−2 m16×1.66 m\lambda = \frac{0.16 \times 10^{-2}\text{ m} \times 0.66 \times 10^{-2}\text{ m}}{16 \times 1.66\text{ m}}
    λ=1.056×10−526.56≈3.976×10−7 m=397.6 nm\lambda = \frac{1.056 \times 10^{-5}}{26.56} \approx 3.976 \times 10^{-7}\text{ m} = 397.6\text{ nm}

    অতএব, ব্যবহৃত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য প্রায় 3.976×10−7 m3.976 \times 10^{-7}\text{ m} (বা 397.6 nm397.6\text{ nm})।

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    বায়ু মাধ্যমে ডোরার প্রস্থ:
    বায়ু মাধ্যমে আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য λ=3.976×10−7 m\lambda = 3.976 \times 10^{-7}\text{ m}
    ডোরার প্রস্থ, β1=λD2d\beta_1 = \frac{\lambda D}{2d}
    β1=3.976×10−7×1.662×0.66×10−2=6.60016×10−71.32×10−2≈5.00×10−5 m\beta_1 = \frac{3.976 \times 10^{-7} \times 1.66}{2 \times 0.66 \times 10^{-2}} = \frac{6.60016 \times 10^{-7}}{1.32 \times 10^{-2}} \approx 5.00 \times 10^{-5}\text{ m}

    অন্য মাধ্যমে (প্রতিসরাঙ্ক μ=1.66\mu = 1.66):
    উক্ত মাধ্যমে আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য, λ′=λμ=3.976×10−71.66=2.395×10−7 m\lambda' = \frac{\lambda}{\mu} = \frac{3.976 \times 10^{-7}}{1.66} = 2.395 \times 10^{-7}\text{ m}

    উক্ত মাধ্যমে ডোরার প্রস্থ:
    β2=λ′D2d=β1μ=5.00×10−5 m1.66≈3.012×10−5 m\beta_2 = \frac{\lambda' D}{2d} = \frac{\beta_1}{\mu} = \frac{5.00 \times 10^{-5}\text{ m}}{1.66} \approx 3.012 \times 10^{-5}\text{ m}

    ডোরার প্রস্থের পরিবর্তন:
    Δβ=β1−β2=(5.00−3.012)×10−5 m=1.988×10−5 m\Delta \beta = \beta_1 - \beta_2 = (5.00 - 3.012) \times 10^{-5}\text{ m} = 1.988 \times 10^{-5}\text{ m}

    অতএব, পরীক্ষাটি 1.661.66 প্রতিসরাঙ্ক বিশিষ্ট মাধ্যমে সম্পন্ন করলে ডোরার প্রস্থ 1.988×10−5 m1.988 \times 10^{-5}\text{ m} হ্রাস পাবে (অর্থাৎ ডোরার প্রস্থ পূর্বের 11.66\frac{1}{1.66} গুণ বা প্রায় 0.6020.602 গুণ হবে)।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

অ্যাপ ডাউনলোড করোওয়েবে খুলো

সম্পর্কিত প্রশ্ন