পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   গ্রেটিংয়ের যেকোনো দুটি পরপর চিড়ের অনুরূপ বিন্দুর মধ্যবর্তী দূরত্বকে গ্রেটিং ধ্রুবক বলে (অর্থাৎ একটি চিড়ের বেধ ও একটি রেখার বেধের সমষ্টি হলো গ্রেটিং ধ্রুবক, d = a + b)।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   অর্ধপরিবাহীতে যোজন ব্যান্ড ও পরিবহন ব্যান্ডের মধ্যে একটি ক্ষুদ্র নিষিদ্ধ শক্তি ব্যবধান (Forbidden energy gap) থাকে। পরম শূন্য বা নিম্ন তাপমাত্রায় কোনো মুক্ত ইলেকট্রন থাকে না বলে এটি অপরিবাহীর মতো আচরণ করে। কিন্তু তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেলে সমযোজী বন্ধন ভেঙে যায় এবং প্রচুর সংখ্যক ইলেকট্রন শক্তি গ্রহণ করে যোজন ব্যান্ড থেকে পরিবহন ব্যান্ডে চলে যায়, ফলে মুক্ত ইলেকট্রন ও হোলের সংখ্যা বৃদ্ধি পায়। পরিবাহী তারের ক্ষেত্রে মুক্ত ইলেকট্রন বৃদ্ধি না পেলেও কম্পন বেড়ে রোধ বাড়ে, কিন্তু অর্ধপরিবাহীতে চার্জ বাহকের ঘনত্ব অত্যন্ত দ্রুত বৃদ্ধি পাওয়ায় তাপমাত্রা বাড়লে রোধ হ্রাস পায়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুসারে,
   প্রতিটি রোধের মান, R₁ = R₂ = 60 Ω
   উৎসের বিভব পার্থক্য, V = 120 V

   শ্রেণি সংযোগে তুল্য রোধ,
   Rs = R₁ + R₂ = 60 + 60 = 120 Ω

   অতএব, বর্তনীর মোট প্রবাহ তথা প্রতিটি রোধের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত প্রবাহমাত্রা,
   I = V / Rs = 120 V / 120 Ω = 1 A

   সুতরাং শ্রেণিযুক্ত অবস্থায় 60 Ω রোধের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত প্রবাহমাত্রা 1 A।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   নির্দিষ্ট সময় t-তে উৎপন্ন তাপ, H = V²t / R

   ১. শ্রেণি সংযোগের ক্ষেত্রে:
   তুল্য রোধ, Rs = 60 + 60 = 120 Ω
   উৎপন্ন তাপ, H₁ = (V² / Rs) × t = (120² / 120) × t = 120t জুল

   ২. সমান্তরাল সংযোগের ক্ষেত্রে:
   তুল্য রোধ, Rp = (R₁ × R₂) / (R₁ + R₂) = (60 × 60) / (60 + 60) = 3600 / 120 = 30 Ω
   উৎপন্ন তাপ, H₂ = (V² / Rp) × t = (120² / 30) × t = (14400 / 30) × t = 480t জুল

   তুলনা করে পাই,
   H₂ / H₁ = 480t / 120t = 4
   বা, H₂ = 4H₁

   অতএব, সমান্তরাল সংযোগে তুল্য রোধ কম হওয়ায় নির্দিষ্ট সময়ে শ্রেণি সংযোগের চেয়ে ৪ গুণ বেশি তাপ উৎপন্ন হবে।