পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র • Cumilla Board • কুমিল্লা বোর্ড ২০২২

পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

একজন মহাশূন্যচার্রী 25 বছর বয়সে 1.8×108 ms−1 1.8 \times 10^{8} \mathrm{~ms}^{-1} বেগে গতিশীল একটি মহাশূন্যযানে চড়ে মহাকাশ ভ্রমণে গেলেন। মহাশূন্যযানটির আদি দৈর্ঘ্য ৮০ মিটার। পৃথিবীর হিসেবে তিনি ৩০ বছর মহাকাশে অতিবাহিত করেন।

  1. ক)

    ফটোইলেকট্রিক ক্রিয়া কী?

    (1)
  2. খ)

    প্লাটিনামের সূচক কম্পাংক 15.24×1014\mathrm{15.24 \times 10^{14}} HZ বলতে কী বুঝ?

    (2)
  3. গ)

    পৃথিবী থেকে পরিমাপকৃত গতিশীল মহাশূন্যযানটির দৈর্ঘ্য কত?

    (3)
  4. ঘ)

    উদ্দীপকের উল্লিখিত মহাশূন্যচারী ভূ-পৃষ্ঠে ফিরে এসে 45 তম জন্মদিন পালন করবে-এ কথার সঠিকতা যাচাই কর।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    কোনো ধাতুর ওপর উপযুক্ত কম্পাঙ্কের বা তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো আপতিত হলে তা থেকে ইলেকট্রন নির্গত হওয়ার ঘটনাকে আলোকতড়িৎ ক্রিয়া বা ফটোইলেকট্রিক ক্রিয়া বলে।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    প্লাটিনামের সূচন কম্পাঙ্ক 15.24×1014 Hz15.24 \times 10^{14}\text{ Hz} বলতে বোঝায় যে, প্লাটিনামের ওপর সর্বনিম্ন 15.24×1014 Hz15.24 \times 10^{14}\text{ Hz} কম্পাঙ্কের আলো আপতিত হলে তা থেকে কেবল ইলেকট্রন নির্গত হতে শুরু করবে। এই কম্পাঙ্কের চেয়ে কম কম্পাঙ্কের আলো প্লাটিনামের ওপর আপতিত হলে কোনো ইলেকট্রন নির্গত হবে না।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    দেওয়া আছে,
    মহাশূন্যযানটির নিশ্চল বা আদি দৈর্ঘ্য, L0=80 mL_0 = 80\text{ m}
    মহাশূন্যযানের বেগ, v=1.8×108 ms−1v = 1.8 \times 10^8\text{ ms}^{-1}
    আলোর বেগ, c=3×108 ms−1c = 3 \times 10^8\text{ ms}^{-1}

    আমরা জানি, দৈর্ঘ্য সংকোচনের সূত্রানুসারে,
    L=L01−v2c2L = L_0 \sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}

    মান বসিয়ে পাই,
    L=80×1−(1.8×1083×108)2L = 80 \times \sqrt{1 - \left(\frac{1.8 \times 10^8}{3 \times 10^8}\right)^2}
    =80×1−(0.6)2= 80 \times \sqrt{1 - (0.6)^2}
    =80×1−0.36= 80 \times \sqrt{1 - 0.36}
    =80×0.64= 80 \times \sqrt{0.64}
    =80×0.8=64 m= 80 \times 0.8 = 64\text{ m}

    অতএব, পৃথিবী থেকে পরিমাপকৃত গতিশীল মহাশূন্যযানটির দৈর্ঘ্য ৬৪ মিটার।

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    দেওয়া আছে,
    মহাশূন্যচারীর যাত্রাকালের বয়স = ২৫ বছর।
    পৃথিবীর পর্যবেক্ষকের নিকট অতিক্রান্ত সময় (প্রসারিত কাল), t=30 বছরt = 30\text{ বছর}
    মহাশূন্যযানের বেগ, v=1.8×108 ms−1v = 1.8 \times 10^8\text{ ms}^{-1}
    আলোর বেগ, c=3×108 ms−1c = 3 \times 10^8\text{ ms}^{-1}
    মহাশূন্যচারীর নিজের ঘড়িতে অতিবাহিত সময় (প্রকৃত কাল) = t0t_0

    কাল দীর্ঘায়নের সূত্রানুসারে,
    t=t01−v2c2t = \frac{t_0}{\sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}}

    বা, t0=t1−v2c2t_0 = t \sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}
    মান বসিয়ে পাই,
    t0=30×1−(1.8×1083×108)2t_0 = 30 \times \sqrt{1 - \left(\frac{1.8 \times 10^8}{3 \times 10^8}\right)^2}
    =30×1−0.36= 30 \times \sqrt{1 - 0.36}
    =30×0.8=24 বছর= 30 \times 0.8 = 24\text{ বছর}

    অতএব, মহাশূন্যচারীর নিজস্ব কাঠামোতে বা হিসেবে ভ্রমণের সময়কাল ২৪ বছর।
    সুতরাং, পৃথিবীতে ফিরে আসার পর মহাশূন্যচারীর শারীরিক বয়স হবে:
    =(25+24) বছর=49 বছর= (25 + 24)\text{ বছর} = 49\text{ বছর}

    যেহেতু তার বয়স হবে ৪৯ বছর, তাই তিনি ফিরে এসে তাঁর ৪৯তম জন্মদিন পালন করবেন (অথবা তিনি ইতোমধ্যে ৪৫তম জন্মদিন পার করে ফেলেছেন)।
    অতএব, মহাশূন্যচারী ভূ-পৃষ্ঠে ফিরে এসে ৪৫তম জন্মদিন পালন করবেন— এ উক্তিটি সঠিক নয়।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

সম্পর্কিত প্রশ্ন