পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র • Sylhet Board • সিলেট বোর্ড ২০২৫

পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

পটাশিয়াম এর কার্যপেক্ষক 2.29eV2.29\text{eV}। পটাশিয়াম এর একটি পাতের উপর প্রথম 3800Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো ফেলা হলো। পরবর্তীতে এটির উপর 7800Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো ফেলা হলো। আলোর বেগ 3×108m/s3 \times 10^8\text{m/s} এবং প্লাঙ্কের ধ্রুবক h=6.63×10−34J⋅sech = 6.63\times 10^{-34}\text{J}\cdot\text{sec}। ইলেকট্রনের ভর m0=9.1×10−31kgm_0=9.1\times 10^{-31}\text{kg}.

  1. ক)

    আইসোটোন কী?

    (1)
  2. খ)

    হাইড্রোজেন বোমা বিস্ফোরণের প্রথম ফিশন বিক্রিয়াটি কী? ব্যাখ্যা কর।

    (2)
  3. গ)

    ১ম ক্ষেত্রে নিঃসৃত ইলেকট্রনের বেগ নির্ণয় কর।

    (3)
  4. ঘ)

    উদ্দীপকের ধাতুর উপর আপতিত তরঙ্গদৈর্ঘ্য বাড়লে নিবৃত্তি বিভবের পরিবর্তন হবে কি না গাণিতিকভাবে যাচাই কর।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    যেসব পরমাণুর নিউট্রন সংখ্যা সমান কিন্তু প্রোটন সংখ্যা ও ভরসংখ্যা ভিন্ন, তাদেরকে পরস্পরের আইসোটোন বলে।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    হাইড্রোজেন বোমায় নিউক্লীয় ফিউশন বিক্রিয়ার সূত্রপাত ঘটানোর জন্য প্রচণ্ড উচ্চ তাপমাত্রা ও চাপের প্রয়োজন হয়। এই প্রয়োজনীয় অতি উচ্চ তাপমাত্রা ও চাপ সৃষ্টি করতে ফিউশন উপাদানের কেন্দ্রস্থলে একটি ছোট আকারের পারমাণবিক বোমা (ইউরেনিয়াম বা প্লুটোনিয়ামের নিউক্লীয় ফিশন বোমা) বিস্ফোরিত করা হয়। এই প্রাথমিক ফিশন বিক্রিয়ার ফলে উৎপন্ন বিপুল তাপ ও শক্তির প্রভাবেই পরবর্তী মূল ফিউশন বিক্রিয়াটি কার্যকর হয়।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    এখানে,
    কার্যপেক্ষক, W0=2.29 eV=2.29×1.6×10−19 J=3.664×10−19 JW_0 = 2.29\text{ eV} = 2.29 \times 1.6 \times 10^{-19}\text{ J} = 3.664 \times 10^{-19}\text{ J}
    প্রথম ক্ষেত্রে আপতিত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য, λ1=3800 A˚=3800×10−10 m=3.8×10−7 m\lambda_1 = 3800\text{ \AA} = 3800 \times 10^{-10}\text{ m} = 3.8 \times 10^{-7}\text{ m}
    প্লাঙ্কের ধ্রুবক, h=6.63×10−34 J⋅sh = 6.63 \times 10^{-34}\text{ J}\cdot\text{s}
    আলোর বেগ, c=3×108 m/sc = 3 \times 10^8\text{ m/s}
    ইলেকট্রনের ভর, m0=9.1×10−31 kgm_0 = 9.1 \times 10^{-31}\text{ kg}

    আপতিত ফোটনের শক্তি:
    E1=hcλ1=6.63×10−34×3×1083.8×10−7=5.234×10−19 JE_1 = \frac{hc}{\lambda_1} = \frac{6.63 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^8}{3.8 \times 10^{-7}} = 5.234 \times 10^{-19}\text{ J}

    আইনস্টাইনের আলোক-তড়িৎ সমীকরণ অনুসারে:
    E1=W0+Kmax⁡=W0+12m0vmax⁡2E_1 = W_0 + K_{\max} = W_0 + \frac{1}{2}m_0 v_{\max}^2
    12m0vmax⁡2=E1−W0=5.234×10−19−3.664×10−19=1.57×10−19 J\frac{1}{2}m_0 v_{\max}^2 = E_1 - W_0 = 5.234 \times 10^{-19} - 3.664 \times 10^{-19} = 1.57 \times 10^{-19}\text{ J}
    vmax⁡=2×1.57×10−199.1×10−31=3.4505×1011≈5.87×105 m/sv_{\max} = \sqrt{\frac{2 \times 1.57 \times 10^{-19}}{9.1 \times 10^{-31}}} = \sqrt{3.4505 \times 10^{11}} \approx 5.87 \times 10^5\text{ m/s}

    নিঃসৃত ইলেকট্রনের সর্বোচ্চ বেগ 5.87×105 m/s5.87 \times 10^5\text{ m/s}।

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    ধাতুর কার্যপেক্ষক W0=2.29 eV=3.664×10−19 JW_0 = 2.29\text{ eV} = 3.664 \times 10^{-19}\text{ J}।
    সূচন তরঙ্গদৈর্ঘ্য:
    λ0=hcW0=6.63×10−34×3×1083.664×10−19≈5.4288×10−7 m=5428.8 A˚\lambda_0 = \frac{hc}{W_0} = \frac{6.63 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^8}{3.664 \times 10^{-19}} \approx 5.4288 \times 10^{-7}\text{ m} = 5428.8\text{ \AA}

    ১ম ক্ষেত্রে তরঙ্গদৈর্ঘ্য λ1=3800 A˚<λ0\lambda_1 = 3800\text{ \AA} < \lambda_0 হওয়ায় ফোটোইলেকট্রন নিঃসৃত হয়।
    ১ম ক্ষেত্রে নিবৃত্তি বিভব V01V_{01} হলে:
    eV01=E1−W0=1.57×10−19 Je V_{01} = E_1 - W_0 = 1.57 \times 10^{-19}\text{ J}
    V01=1.57×10−19 J1.6×10−19 C≈0.981 VV_{01} = \frac{1.57 \times 10^{-19}\text{ J}}{1.6 \times 10^{-19}\text{ C}} \approx 0.981\text{ V}

    ২য় ক্ষেত্রে আপতিত তরঙ্গদৈর্ঘ্য λ2=7800 A˚=7.8×10−7 m\lambda_2 = 7800\text{ \AA} = 7.8 \times 10^{-7}\text{ m}।
    আপতিত ফোটনের শক্তি:
    E2=hcλ2=6.63×10−34×3×1087.8×10−7=2.55×10−19 J≈1.594 eVE_2 = \frac{hc}{\lambda_2} = \frac{6.63 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^8}{7.8 \times 10^{-7}} = 2.55 \times 10^{-19}\text{ J} \approx 1.594\text{ eV}
    যেহেতু E2<W0E_2 < W_0 (বা λ2>λ0\lambda_2 > \lambda_0), তাই ২য় ক্ষেত্রে কোনো ফোটোইলেকট্রনই নিঃসৃত হবে না। ফলে নিবৃত্তি বিভবের কোনো মান থাকবে না (নিবৃত্তি বিভব শূন্য বা অনুপস্থিত)।

    সুতরাং, আপতিত তরঙ্গদৈর্ঘ্য বাড়লে নিবৃত্তি বিভবের পরিবর্তন হবে (নিবৃত্তি বিভব হ্রাস পেয়ে শূন্য হয়ে যাবে)।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

অ্যাপ ডাউনলোড করোওয়েবে খুলো

সম্পর্কিত প্রশ্ন