পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কোনো ভারী তারার জীবনকালের শেষ পর্যায়ে অত্যন্ত শক্তিশালী ও উজ্জ্বল যে মহাবিস্ফোরণ ঘটে, তাকে সুপারনোভা বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কোনো মৃত নক্ষত্রের কৃষ্ণগহ্বরে পরিণত হওয়ার জন্য তার ভরকে চন্দ্রশেখর সীমা (প্রায় ১.৪ গুণ সৌরভর) অতিক্রম করতে হয় এবং সাধারণত ৩ গুণ সৌরভরের বেশি ভরের নক্ষত্র জীবনের শেষ পর্যায়ে মহাকর্ষীয় সংকোচনের ফলে কৃষ্ণগহ্বরে পরিণত হয়। সূর্যের ভর চন্দ্রশেখর সীমার চেয়ে কম। তাই জীবনের অন্তিম পর্যায়ে সূর্য তার জ্বালানি শেষ করে প্রথমে লোহিত দানব এবং পরবর্তীতে শ্বেত বামন নক্ষত্রে পরিণত হয়ে স্থিতাবস্থা লাভ করবে। ফলে সূর্য কখনও কৃষ্ণগহ্বরে পরিণত হবে না।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের চিত্রটি একটি n-p-n ট্রランজিস্টর নির্দেশ করে।

   এখানে দেওয়া আছে,
   ভূমি প্রবাহ বা বেস কারেন্ট, $I_B = 0.05\text{ mA}$
   নিঃসারক প্রবাহ বা ইমিটার কারেন্ট, $I_E = 0.95\text{ mA}$

   আমরা জানি,
   $I_E = I_B + I_C$
   বা, সংগ্রাহক প্রবাহ, $I_C = I_E - I_B = 0.95\text{ mA} - 0.05\text{ mA} = 0.90\text{ mA}$

   সাধারণ পিঠ (Common Base) সংযোগের ক্ষেত্রে প্রবাহ লাভ (Current gain), $\alpha$ হলে:
   $\alpha = \frac{I_C}{I_E} = \frac{0.90\text{ mA}}{0.95\text{ mA}} \approx 0.947$

   এবং সাধারণ নিঃসারক (Common Emitter) সংযোগের ক্ষেত্রে প্রবাহ বিবর্ধন গুণক বা প্রবাহ লাভ, $\beta$ হলে:
   $\beta = \frac{I_C}{I_B} = \frac{0.90\text{ mA}}{0.05\text{ mA}} = 18$

   অতএব, বর্তনীর প্রবাহ বিবর্ধন গুণক (বা সাধারণ নিঃসারক প্রবাহ লাভ) ১৮ (এবং সাধারণ পিঠ প্রবাহ লাভ ০.৯৪৭)।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের ডিভাইসটি একটি n-p-n ট্রানজিস্টর। ট্রানজিস্টরকে বিবর্ধক (amplifier) হিসেবে ব্যবহার করে দিক পরিবর্তী সংকেতের (AC signal) বিস্তার বৃদ্ধি করা সম্ভব। নিচে এর কার্যপ্রণালী বিশ্লেষণ করা হলো:

   ১. সংযোগ ব্যবস্থা: ট্রানজিস্টরকে সাধারণত সাধারণ নিঃসারক (Common Emitter - CE) বিন্যাসে বিবর্ধক হিসেবে ব্যবহার করা হয়। এতে ইনপুট বর্তনীতে (বেস-ইমিটার সংযোগ) অগ্রবর্তী বায়াস (forward bias) এবং আউটপুট বর্তনীতে (কালেক্টর-ইমিটার সংযোগ) বিপরীতমুখী বায়াস (reverse bias) প্রদান করা হয়।

   ২. সংকেত প্রয়োগ: দুর্বল দিক পরিবর্তী (AC) ভোল্টেজ বা সংকেত ইনপুট বর্তনীতে যোগ করা হয়। এর ফলে ইনপুটের বেস কারেন্ট ($I_B$) দিক পরিবর্তী সংকেতের কম্পাঙ্ক অনুযায়ী পরিবর্তিত হয়।

   ৩. প্রবাহ বিবর্ধন: ট্রানজিস্টরের বৈশিষ্ট্য অনুযায়ী বেস প্রবাহের ক্ষুদ্র পরিবর্তনে সংগ্রাহক প্রবাহের ($I_C$) একটি বৃহৎ পরিবর্তন ঘটে ($I_C = \beta I_B$, যেখানে $\beta$ হলো প্রবাহ বিবর্ধক গুণক)।

   ৪. আউটপুট বিস্তার বৃদ্ধি: সংগ্রাহক বর্তনীতে যুক্ত একটি উচ্চ মানের লোড রোধকের ($R_L$) মধ্য দিয়ে এই পরিবর্তিত বৃহৎ সংগ্রাহক প্রবাহ প্রবাহিত হলে ওহমের সূত্রানুসারে ($V_o = I_C R_L$) লোড রোধকের দুই প্রান্তে একটি উচ্চ মানের দিক পরিবর্তী ভোল্টেজ পাওয়া যায়।

   এভাবে ট্রানজিস্টরের ইনপুটে প্রদত্ত দুর্বল দিক পরিবর্তী সংকেতের বিস্তার কয়েক গুণ বৃদ্ধি পেয়ে আউটপুটে একটি শক্তিশালী সংকেত হিসেবে আত্মপ্রকাশ করে।