পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যে মহাবিস্ফোরণের মাধ্যমে বর্তমান স্থান, কাল এবং মহাবিশ্বের সৃষ্টি হয়েছে তাকে বিগ ব্যাং (Big Bang) বা মহাবিস্ফোরণ বলা হয়।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ব্ল্যাকহোল বা কৃষ্ণগহ্বরের ভর এত বিপুল পরিমাণ স্থানে কেন্দ্রীভূত থাকে যে এর মহাকর্ষীয় ক্ষেত্র অত্যন্ত শক্তিশালী হয়। এর মহাকর্ষীয় আকর্ষণ এত তীব্র যে কোনো বস্তু এমনকি আলোও এর ভেতর থেকে বাইরে বেরিয়ে আসতে পারে না। যেহেতু কোনো বস্তু থেকে আলো প্রতিফলিত বা নির্গত হয়ে আমাদের চোখে না এলে বস্তুটি দৃশ্যমান হয় না, তাই ব্ল্যাকহোল থেকে আলো বের হতে না পারার কারণে একে সরাসরি দেখা যায় না।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক হতে পাই,
   বেস প্রবাহ, $I_B = 0.03\text{ mA}$
   সংগ্রাহক প্রবাহ, $I_C = 1.5\text{ mA}$

   আমরা জানি,
   নিঃসারক প্রবাহ, $I_E = I_B + I_C$
   $\therefore I_E = 0.03\text{ mA} + 1.5\text{ mA} = 1.53\text{ mA}$

   বর্তমানের কারেন্ট গেইন (বা প্রবাহ বিবর্ধন গুণক) $\alpha$ হলো সংগ্রাহক প্রবাহ ও নিঃসারক প্রবাহের অনুপাত:
   $\alpha = \frac{I_C}{I_E}$
   $\therefore \alpha = \frac{1.5\text{ mA}}{1.53\text{ mA}} \approx 0.9804$

   অতএব, উদ্দীপকের বর্তনীর কারেন্ট গেইন $\alpha$ প্রায় $0.98$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   হ্যাঁ, উদ্দীপকের বর্তনীটিকে ইলেকট্রনিক সুইচ হিসেবে ব্যবহার করা যায়। নিম্নে এর বিশ্লেষণ দেওয়া হলো:

   একটি ট্রানজিস্টরকে প্রধানত তিনটি অঞ্চলে (অ্যাক্টিভ, কাট-অফ এবং স্যাচুরেশন) পরিচালনা করা যায়। ট্রানজিস্টরকে ইলেকট্রনিক সুইচ হিসেবে কাজ করাতে কাট-অফ ও স্যাচুরেশন অঞ্চল ব্যবহৃত হয়:

   ১. ওপেন সুইচ বা 'OFF' অবস্থা (কাট-অফ অঞ্চল):
   যখন ট্রানজিস্টরের ইনপুট বা বেস ভোল্টেজ ($V_{BE}$) শূন্য বা যথেষ্ট কম থাকে (কাট-ইন ভোল্টেজের নিচে), তখন বেস প্রবাহ $I_B = 0$ হয়। এর ফলে সংগ্রাহক প্রবাহও প্রায় শূন্য হয় ($I_C \approx 0$)। এই অবস্থায় সংগ্রাহক ও নিঃসারকের মধ্যবর্তী রোধ অত্যন্ত বেশি থাকে এবং বর্তনীটি একটি খোলা সুইচের (OFF সুইচ) মতো আচরণ করে।

   ২. ক্লোজড সুইচ বা 'ON' অবস্থা (স্যাচুরেশন অঞ্চল):
   যখন ইনপুটে উপযুক্ত মানের ধনাত্মক সংকেত প্রয়োগ করে বেস প্রবাহকে ($I_B$) যথেষ্ট বৃদ্ধি করা হয়, তখন ট্রানজিস্টরটি স্যাচুরেশন অঞ্চলে পৌঁছায়। এ সময় সংগ্রাহক প্রবাহ ($I_C$) সর্বোচ্চ মানে পৌঁছায় এবং $V_{CE}$ এর মান প্রায় শূন্যে নেমে আসে (সংগ্রাহক-নিঃসারক রোধ অত্যন্ত হ্রাস পায়)। ফলে ট্রানজিস্টরটি একটি বদ্ধ সুইচের (ON সুইচ) মতো আচরণ করে এবং লোড রোধকের ($R_L$) মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয়।

   যেহেতু বেস ভোল্টেজের পরিবর্তনের মাধ্যমে বর্তনীর প্রবাহকে সম্পূর্ণভাবে বন্ধ বা সর্বোচ্চ প্রবাহে রূপান্তর করা সম্ভব, তাই উদ্দীপকের ট্রানজিস্টর বর্তনীটিকে একটি দ্রুতগতির ও নির্ভরযোগ্য ইলেকট্রনিক সুইচ হিসেবে ব্যবহার করা যায়।