পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র • Dinajpur Board • দিনাজপুর বোর্ড ২০১৫

পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

4000Å তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের আলো Na পৃষ্ঠে আপতিত হলে ফটোইলেকট্রন নির্গত হয়। ফটোইলেকট্রনের সর্বোচ্চ গতিশক্তি পাওয়া যায় 0.4 eVI

  1. ক)

    ভর-ত্রুটি কী?

    (1)
  2. খ)

    দুটি বিন্দুর বিভব পার্থক্য 10 V বলতে কী বুঝায়?

    (2)
  3. গ)

    উদ্দীপকের নির্গত ইলেকট্রন থামাতে হলে Na পাতে কত মানের বিবৃত্তি বিভব প্রয়োগ করতে হবে?

    (3)
  4. ঘ)

    যুক্তি দিয়ে বুঝিয়ে দাও যে, একটি নির্দিষ্ট মানের চেয়ে কম মানের কম্পাংকের আলো Na পাতে পড়লে তা থেকে ইলেকট্রন নির্গত হবে না।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    একটি পরমাণুর নিউক্লিয়াসের প্রকৃত ভর এর উপাদান কণিকাগুলোর (প্রোটন ও নিউট্রন) পৃথক ভরের সমষ্টি অপেক্ষা কিছুটা কম হয়; এই ভরের পার্থক্যকে ভর-ত্রুটি বলে।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    দুটি বিন্দুর বিভব পার্থক্য 10 V বলতে বোঝায়, তড়িৎ ক্ষেত্রের এক বিন্দু থেকে অপর বিন্দুতে ১ কুলম্ব ধনাত্মক আধানকে স্থানান্তর করতে সম্পন্ন কাজের পরিমাণ ১০ জুল।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    উদ্দীপকে দেওয়া আছে,
    ফটোইলেকট্রনের সর্বোচ্চ গতিশক্তি, Kmax⁡=0.4 eVK_{\max} = 0.4\text{ eV}

    আমরা জানি,
    Kmax⁡=eV0K_{\max} = e V_0
    যেখানে V0V_0 হলো নিবৃত্তি বিভব বা ছেদক বিভব এবং ee হলো একটি ইলেকট্রনের চার্জের মান।

    বা, V0=Kmax⁡eV_0 = \frac{K_{\max}}{e}
    মান বসিয়ে,
    V0=0.4 eVe=0.4 VV_0 = \frac{0.4\text{ eV}}{e} = 0.4\text{ V}
    (যেহেতু 0.4 eV=0.4×1.6×10−19 J0.4\text{ eV} = 0.4 \times 1.6 \times 10^{-19}\text{ J}, তাই V0=0.4×1.6×10−19 J1.6×10−19 C=0.4 VV_0 = \frac{0.4 \times 1.6 \times 10^{-19}\text{ J}}{1.6 \times 10^{-19}\text{ C}} = 0.4\text{ V})

    অতএব, নির্গত ইলেকট্রন থামাতে Na পাতে 0.4 V0.4\text{ V} মানের নিবৃত্তি বিভব প্রয়োগ করতে হবে।

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    আইনস্টাইনের আলোক-তড়িৎ সমীকরণ অনুসারে,
    E=W0+Kmax⁡E = W_0 + K_{\max}
    বা, hν=hν0+Kmax⁡h\nu = h\nu_0 + K_{\max}
    বা, Kmax⁡=hν−hν0=h(ν−ν0)K_{\max} = h\nu - h\nu_0 = h(\nu - \nu_0)

    এখানে,
    E=hνE = h\nu হলো আপতিত ফোটনের শক্তি,
    ν\nu হলো আপতিত আলোর কম্পাঙ্ক,
    W0=hν0W_0 = h\nu_0 হলো ধাতুর কার্য-অপেক্ষক (work function),
    ν0\nu_0 হলো সূচন বা প্রারম্ভ কম্পাঙ্ক (threshold frequency), এবং
    Kmax⁡K_{\max} হলো নির্গত ফটোইলেকট্রনের সর্বোচ্চ গতিশক্তি।

    একটি ধাতু পৃষ্ঠ থেকে ইলেকট্রন মুক্ত করতে সর্বনিম্ন W0W_0 পরিমাণ শক্তির প্রয়োজন হয়।
    ১. যদি আপতিত আলোর কম্পাঙ্ক ν<ν0\nu < \nu_0 হয়, তবে ফোটনের শক্তি hν<hν0h\nu < h\nu_0 অর্থাৎ E<W0E < W_0 হয়।
    ২. এর ফলে Kmax⁡=h(ν−ν0)<0K_{\max} = h(\nu - \nu_0) < 0 হয়, যা বাস্তবে অসম্ভব; কারণ গতিশক্তি কখনও ঋণাত্মক হতে পারে না।
    ৩. অর্থাৎ আপতিত ফোটন ইলেকট্রনকে ধাতুপাত থেকে মুক্ত করার জন্য প্রয়োজনীয় ন্যূনতম শক্তিই সরবরাহ করতে পারে না।

    ফোটন-ইলেকট্রন মিথস্ক্রিয়া তাৎক্ষণিক এবং একটি ফোটন তার সমগ্র শক্তি কেবল একটি ইলেকট্রনকে দেয়। একাধিক কম শক্তির ফোটন সঞ্চিত হয়ে ইলেকট্রন নির্গমন ঘটাতে পারে না।
    অতএব, একটি নির্দিষ্ট ন্যূনতম মান বা সূচন কম্পাঙ্কের (ν0\nu_0) চেয়ে কম কম্পাঙ্কের আলো সোডিয়াম (Na) পাতে আপতিত হলে তা থেকে কোনো ইলেকট্রন নির্গত হবে না।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

অ্যাপ ডাউনলোড করোওয়েবে খুলো

সম্পর্কিত প্রশ্ন