পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র • Barishal Board • বরিশাল বোর্ড ২০২৫

পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

কোনো ধাতব পাত হতে ইলেকট্রন নিসরণের জন্য 'গ্রুপ-A' ও 'গ্রুপ-B' এর শিক্ষার্থীরা যথাক্রমে 4500 4500 Å ও 5897 5897 Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো ব্যবহার করলো।ধাতুটির কার্যাপেক্ষক 2.3 2.3 eV ।প্ল্যাঙ্কের ধ্রুবক, h=6.63×10−34 h=6.63\times10^{-34} Js ।

  1. ক)

    এক্স-রশ্মি কী?

    (1)
  2. খ)

    সবল নিউক্লীয় বল ও দুর্বল নিউক্লীয় বলের মধ্যে পার্থক্য লেখ।

    (2)
  3. গ)

    'গ্রুপ-A' এর পরীক্ষায় নিঃসৃত ইলেকট্রনের বেগ নির্ণয় কর।

    (3)
  4. ঘ)

    'গ্রুপ-B' এর পরীক্ষায় ইলেকট্রন নিঃসৃত হবে কিনা— গাণিতিক বিশ্লেষণের সাহায্যে যাচাই কর।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    উচ্চ ভেদনক্ষমতাসম্পন্ন স্বল্প তরঙ্গদৈর্ঘ্যের (প্রায় 10−10 m10^{-10}\text{ m}) বিদ্যুৎচৌম্বকীয় বিকিরণকে এক্স-রশ্মি বলে।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    সবল নিউক্লীয় বল ও দুর্বল নিউক্লীয় বলের মধ্যে প্রধান দুটি পার্থক্য নিম্নরূপ:
    ১. পাল্লা ও প্রকৃতি: সবল নিউক্লীয় বল পরমাণুর নিউক্লিয়াসে প্রোটন ও নিউট্রনকে একত্রে আবদ্ধ রাখে এবং এটি আকর্ষণধর্মী। অপরদিকে, দুর্বল নিউক্লীয় বলের কারণে তেজস্ক্রিয় নিউক্লিয়াস থেকে বিটা (eta) ক্ষয় ঘটে।
    ২. তীব্রতা ও ব্যাপ্তি: সবল নিউক্লীয় বল প্রকৃতির সবচেয়ে শক্তিশালী বল (এর আপেক্ষিক তীব্রতা ১ এবং পাল্লা প্রায় 10−15 m10^{-15}\text{ m})। কিন্তু দুর্বল নিউক্লীয় বল সবল বলের তুলনায় অনেক দুর্বল (এর আপেক্ষিক তীব্রতা প্রায় 10−1310^{-13} এবং পাল্লা 10−18 m10^{-18}\text{ m} এরও কম)।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    এখানে,
    গ্রুপ-A এর ব্যবহৃত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য, λ=4500 A˚=4500×10−10 m=4.5×10−7 m\lambda = 4500\text{ \AA} = 4500 \times 10^{-10}\text{ m} = 4.5 \times 10^{-7}\text{ m}
    ধাতুর কার্যাপেক্ষক, W0=2.3 eV=2.3×1.6×10−19 J=3.68×10−19 JW_0 = 2.3\text{ eV} = 2.3 \times 1.6 \times 10^{-19}\text{ J} = 3.68 \times 10^{-19}\text{ J}
    প্ল্যাঙ্কের ধ্রুবক, h=6.63×10−34 J sh = 6.63 \times 10^{-34}\text{ J s}
    আলোর বেগ, c=3×108 m/sc = 3 \times 10^8\text{ m/s}
    ইলেকট্রনের ভর, m=9.1×10−31 kgm = 9.1 \times 10^{-31}\text{ kg}

    আপতিত ফোটনের শক্তি:
    E=hcλ=6.63×10−34×3×1084.5×10−7=4.42×10−19 JE = \frac{hc}{\lambda} = \frac{6.63 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^8}{4.5 \times 10^{-7}} = 4.42 \times 10^{-19}\text{ J}

    আইনস্টাইনের আলোক-তড়িৎ সমীকরণ অনুসারে সর্বোচ্চ গতিশক্তি:
    Ek=E−W0=4.42×10−19−3.68×10−19=7.4×10−20 JE_k = E - W_0 = 4.42 \times 10^{-19} - 3.68 \times 10^{-19} = 7.4 \times 10^{-20}\text{ J}

    আমরা জানি, Ek=12mv2E_k = \frac{1}{2}mv^2
    বা, v=2Ekm=2×7.4×10−209.1×10−31=1.6264×1011≈4.033×105 m/sv = \sqrt{\frac{2E_k}{m}} = \sqrt{\frac{2 \times 7.4 \times 10^{-20}}{9.1 \times 10^{-31}}} = \sqrt{1.6264 \times 10^{11}} \approx 4.033 \times 10^5\text{ m/s}

    অতএব, গ্রুপ-A এর পরীক্ষায় নিঃসৃত ইলেকট্রনের বেগ প্রায় 4.033×105 m/s4.033 \times 10^5\text{ m/s}।

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    ধাতুর কার্যাপেক্ষক, W0=2.3 eV=2.3×1.6×10−19 J=3.68×10−19 JW_0 = 2.3\text{ eV} = 2.3 \times 1.6 \times 10^{-19}\text{ J} = 3.68 \times 10^{-19}\text{ J}

    গ্রুপ-B এর ব্যবহৃত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য, λB=5897 A˚=5897×10−10 m=5.897×10−7 m\lambda_B = 5897\text{ \AA} = 5897 \times 10^{-10}\text{ m} = 5.897 \times 10^{-7}\text{ m}

    গ্রুপ-B এর আপতিত আলোর প্রতিটি ফোটনের শক্তি:
    EB=hcλBE_B = \frac{hc}{\lambda_B}
    =6.63×10−34×3×1085.897×10−7= \frac{6.63 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^8}{5.897 \times 10^{-7}}
    =1.989×10−255.897×10−7≈3.373×10−19 J= \frac{1.989 \times 10^{-25}}{5.897 \times 10^{-7}} \approx 3.373 \times 10^{-19}\text{ J}

    ইলেকট্রন-ভোল্ট এককে প্রকাশ করলে:
    EB=3.373×10−191.6×10−19≈2.108 eVE_B = \frac{3.373 \times 10^{-19}}{1.6 \times 10^{-19}} \approx 2.108\text{ eV}

    আমরা জানি, ধাতু থেকে ইলেকট্রন নিঃসৃত হতে হলে আপতিত ফোটনের শক্তি অন্তত কার্যাপেক্ষকের সমান বা বেশি হতে হয় (E≥W0E \ge W_0)।
    এখানে, EB(2.108 eV)<W0(2.3 eV)E_B (2.108\text{ eV}) < W_0 (2.3\text{ eV}) বা EB<W0E_B < W_0।

    যেহেতু আপতিত আলোর ফোটন শক্তি ধাতুটির কার্যাপেক্ষকের চেয়ে কম, তাই গ্রুপ-B এর পরীক্ষায় ধাতব পাত থেকে কোনো ইলেকট্রন নিঃসৃত হবে না।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

অ্যাপ ডাউনলোড করোওয়েবে খুলো

সম্পর্কিত প্রশ্ন