আজকে আমরা নিউক্লিয় পদার্থবিজ্ঞান এর মূল্যায়ন সম্পর্কে আলোচনা করবো। যা বাউবি এইচএসসি ২৮৭১ পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র ইউনিট ৯ নিউক্লিয় পদার্থবিজ্ঞান এর অন্তর্ভুক্ত।
নিউক্লিয় পদার্থবিজ্ঞান এর মূল্যায়ন
বহুনির্বাচনী প্রশ্নঃ
১। নিউক্লিয়াস একটি ধনাত্নক তড়িৎ আহিত গোলক। এটি কার মতবাদ?
ক. রাদারফোর্ড
খ. থমসন
গ. ডাল্টন
ঘ. মোসলে
২। ভূমি অবস্থা থেকে কোন হাইড্রোজেন পরমাণুকে আয়নিত করতে কত শক্তির প্রয়োজন হয়?
ক. – 13.6 ev
খ.13.6 eV
গ. 27.2 J
ঘ. 13.6 J
৩। হাইড্রোজেন পরমাণুর n তম কক্ষপথে ইলেকট্রনের শক্তির রাশিমালা-
i. En = me4/8εo2n2h2
ii. En = -n2E1
iii. En = E1/n2
নিচের কোনটি সঠিক?
ক. i ও ii
খ. ii ও iii
গ. i ও iii
ঘ. i, ii ও iii
৪। হাইড্রোজেন পরমাণুর সর্বনিম্ন কৌণিক ভরবেগ-
ক. h
খ. h/2
গ. h/2π
ঘ. h/π
৫.একটি হাইড্রোজেন পরমাণুর ইলেকট্রন চতুর্থ কক্ষপথের ব্যাসার্ধ দ্বিতীয় কক্ষপথের ব্যাসার্ধ অপেক্ষা কতগুণ বেশি?
ক. দ্বিগুণ
খ. তিনগুণ
গ. চারগুণ
ঘ. পাঁচগুণ
৬. নিচের কোনটির ভর সবচেয়ে কম?
ক. ইলেকট্রন
খ. প্রোটন
গ. হাইড্রোজেন
ঘ. নিউট্রন
৭. বোরের হাইড্রোজেন পরমাণু মডেলে একটি ইলেকট্রন প্রোটনের চারদিকে অনির্দিষ্ট কাল ধরে ঘুরতে পারে যদি ইহার
পথ হয়-
ক. যে কোনে ব্যাসার্ধের বৃত্ত
খ. ক্রমহ্রাসমান ব্যাসার্ধের বৃত্ত
গ. উপবৃত্তাকার
ঘ. অনুমোদিত ব্যাসার্ধের বৃত্ত
৮. 1u বা 1 amu ভরের সমতুল্য শক্তি MeV এ কত হবে?
ক. 9.38×108 MeV
খ. 9.31 × 102 Mev
গ. 9.38 ×103 MeV
ঘ. 9.38 × 106 MeV
৯. একটি পরমাণুর ভর M, পারমাণবিক সংখ্যা Z, ভরসংখ্যা A হলে এর ভরত্র“টি হবে-
ক. M/A
খ. M/Z
গ. (A-Z)Mn+AMp -M
ঘ. ZMp+(A-Z) – M
১০. নিচের কোন নিউক্লিয়াসে প্রোটন ও নিউট্রন সংখ্যা সমান?
ক. 1 1H
খ. 4 2 He
গ. 7 3Li
ঘ. 21 13Al
১১. একটি উদ্দীপ্ত Ne22 নিউক্লিয়াস দুটি α-কণা ও একটি অজানা নিউক্লিয়াসে ক্ষয় হয়। এই অজানা নিউক্লিয়াসটি হল-
ক. নাইট্রোজেন
খ. বোরন
গ. কার্বন
ঘ. অক্সিজেন
সৃজনশীল প্রশ্ন
১। 15eV গতিশক্তি সম্পন্ন একটি ইলেকট্রন ভূমি অবস্থায় হাইড্রোজেন পরমাণুকে আঘাত করে বিক্ষিপ্ত হয় এবং কিছু গতিশক্তি হারায়। উত্তেজিত পরমাণু হতে একটি ফোটন নির্গত হয়ে 1.23eV কার্যাপেক্ষক বিশিষ্ট ধাতুর উপর আপতিত হলে ধাতু থেকে 11.52eV গতিশক্তি সম্পন্ন ইলেকট্রন নির্গত হলো। হাইড্রোজেন পরমাণুর আয়নায়ন শক্তি 13.6eV ।
ক. বোরের দ্বিতীয় স্বীকার্যটি লিখুন।
খ. থমসনের পরমাণু মডেলের ব্যার্থতাগুলো লিখুন
গ. বিক্ষিপ্ত ইলেকট্রনের বেগ নির্ণয় করন।
ঘ. উত্তেজিত পরমাণু থেকে কতগুলি বর্ণালি রেখা পাওয়া সম্ভব? আপনার উত্তর গাণিতিক ভাবে বিশেষণ করন।
২। 92U235 এর একটি নিউক্লীয় বিক্রিয়া নীচে দেয়া হলো ।
92 U235 92 + on1 →56 Ba 141 +36 Kr92 +3on¹ + hv
দেয়া আছে, 92U235 এর ভর = 235.0439u, 0n1 এর ভর = 1.0087u,
56 Ba 141 এর ভর =140.9139u, 36Kr93 এর ভর =91.8973u
ক. নিউক্লিয় বিক্রিয়া কাকে বলে?
খ. নিউক্লিয়াসে ইলেকট্রন থাকে না কিন্তু নিউক্লিয়াস থেকে ইলেকট্রন নির্গত হয়- উক্তিটি ব্যাখ্যা করন।
গ। তেজস্ক্রিয় ক্ষয়ের সরণ সূত্রের সাহায্যে নিউক্লিয় বিক্রিয়াটির সত্যতা যাচাই করন।
ঘ। প্রদত্ত উপাত্ত থেকে hv-এর মান নির্ণয় সম্ভব কিনা গাণিতিক ভাবে যাচাই করন।
সংক্ষিপ্ত উত্তর প্রশ্ন ঃ
১। রাদারফোর্ডের α-কণা বিক্ষেপণ পরীক্ষায় লক্ষ্যবস্তু হিসেবে অন্য ধাতুর পরিবর্তে সোনা ব্যবহারের সুবিধা কি?
২। রাদারফোর্ডের পরীক্ষায় কোনো α কণা অনেক বেশি কোণে বিক্ষিপ্ত হয় কেন?
৩। রাদারফোর্ডের পরমাণু মডেল দ্বারা হাইড্রোজেন পরমাণুর বর্ণালির ব্যাখ্যা সম্ভব নয় কেন?
৪। হাইড্রোজেন পরমাণুতে একটিমাত্র ইলেকট্রন থাকে। কিন্তু হাইড্রোজেন বর্ণালিতে বহুসংখ্যক রেখা পাওয়া যায়। কারণ কী?
৫। হাইড্রোজেন পরমাণুর শক্তি বলতে কী বোঝায়?
৬। পরমাণুতে আবদ্ধ যেকোনো ইলেকট্রনের মোট শক্তি ঋণাত্মক –এর কারণ কী?
৭। নিউক্লিয়াস থেকে কক্ষপথের দূরত্ব যত বাড়ে, ইলেকট্রনের গতিশক্তি তত কমে কিন্তু মোট শক্তি বৃদ্ধি পায় কেন?
বিশদ উত্তর প্রশ্নঃ
১। থমসনের পরমাণু মডেল চিত্রসহ বর্ণনা কর না।
২। রাদারফোর্ডের আলফা কণা বিক্ষেপন পরীক্ষা বর্ণনা কর ন ৷
৩। রাদারফোর্ডের পরমাণু মডেল বর্ণনা করন। এই মডেলের ত্রুটিগুলো কি কি?
৪। রাদারফোর্ড মডেলে হাইড্রোজেন পরমাণুর বর্ণালি ব্যাখ্যা করা সম্ভব নয় কেন ব্যাখ্যা করন।
৫। বোরের পরমাণু মডেলের স্বীকার্যগুলো বিবৃত ও ব্যাখ্যা করন।
৬। বোরের পরমাণু মডেল বর্ণনা করন।
৭। তেজস্ক্রিয়তার ক্ষয় সূত্র বিবৃত ও ব্যাখ্যা কর ।
৮। তেজস্ক্রিয় ক্ষয়ের সূচকীয় সমীকরণটি প্রতিপাদন কর ন ।
৯। অর্ধায়ুর সাথে ক্ষয় ধ্রুবকের সম্পর্ক স্থাপন করন।
১০। গড় আয়ু কাকে বলে? গড় আয়ুর সাথে অর্ধায়ুর সম্পর্ক স্থাপন কর ন ।
১১ । দেখান যে, যখন τ = t তখন N = 2.718No
১২ । দেখান যে, τ = nT তখন, N = No/2n
১৩। সক্রিয়তা কাকে বলে? দেখান যে, সক্রিয়তা সূচকীয় সূত্র মেনে চলে ।
১৪। কোন তেজস্ক্রিয় মৌলের পরমাণু সংখ্যা No হলে যে কোন সময় পরে ঐ মৌলের অবিভাজিত পরমাণুর সংখ্যা নির্ণয় কর ।
গাণিতিক সমস্যা ঃ
১। হাইড্রোজেন পরমাণুর ৩য় কক্ষপথের ব্যাসার্ধ ও শক্তি নির্ণয় কর না।
উত্তর: 4.786 A
২। হাইড্রোজেন পরমাণুর ১০ম কক্ষপথের ব্যাসার্ধ ও শক্তি নির্ণয় করন। প্রথম কক্ষপথের ব্যাসার্ধ 0.53 A।
উত্তর: 53 A
৩। একটি হাইড্রোজেন পরমাণুর প্রথম কক্ষপথের শক্তি 13.6 eV। একটি ইলেকট্রন তৃতীয় কক্ষপথ থেকে দ্বিতীয় কক্ষপথে গমন করলে নির্গত ফোটনের কম্পাঙ্ক কত হবে নির্ণয় করন।
উত্তর: 4.56 × 10 4 Hz
৪। হাইড্রোজেন পরমাণুর দ্বিতীয় উদ্দীপিত ড়র থেকে ভূমস্ত্বরে ইলেকট্রনের সংক্রমণ হলে নিঃসৃত বিকিরণের তরঙ্গদৈর্ঘ্য হয় 1026Å । রিডবার্গ ধ্রুবকের মান নির্ণয় করন।
উত্তর: 1.0965×10 7 m -1
৫। হাইড্রোজেনের পারমাণবিক বর্ণালিতে একটি বর্ণালিরেখার তরঙ্গদৈর্ঘ্য 4861Å । কোন দুটি কোয়ান্টম ড়রের মধ্যে ইলেকট্রন সংক্রমণের জন্য এই রেখার উৎপত্তি হয়?
উত্তর: চতুর্থ ও দ্বিতীয় সড়
৬। হাইড্রোজেন পরমাণুর তৃতীয় কোয়ান্টাম ড় ও ভূমিস্ত্বরের মধ্যে শক্তির ব্যবধান 12.1eV হলে, ভূমিস্ত্বরের শক্তি কত হবে বের করন।
উত্তর: – 13.61eV
৭। হাইড্রোজেন পরমাণুর বোর ব্যাসার্ধ 0.53Å হলে, দ্বিতীয় কোয়ান্টাম ড়রে ইলেকট্রনটির গতিবেগ কত? e=-1.6×10°C, m. =9.1×10-3 kg
উত্তর: 1.1×10^mst
৮। হাইড্রোজেন পরমাণুর প্রথম বোর কক্ষপথের ব্যাসার্ধ 0.53Å হলে পরমাণুটির ভূমিস্ডরের শক্তি eV এককে নির্ণয় করন।
উত্তর: – 13.6eV
৯। উত্তেজিত অবস্থায় হাইড্রোজেন পরমাণুর ইলেকট্রনের শক্তি – 0.54eV । বোরের তত্ত্ব থেকে এই অবস্থায় ইলেকট্রনের কৌণিক ভরবেগ কত হবে নির্ণয় করন।
উত্তর: 5.29×10-34Jst
১০। একটি প্রোটন ও একটি নিউট্রনের ভর যথাক্রমে 1.0073u ও 1.0087u। যদি একটি O” নিউক্লিয়াসের ভর 15.990525u হয়, তবে এই নিউক্লিয়াসের নিউক্লিয়ন প্রতি বন্ধন শক্তি নির্ণয় করন।
উত্তর: 8.001MeV/A
১১। একটি নিউক্লিয়নের গড় ব্যাসার্ধ 1.2 x 10-15 m হলে Ra 226 নিউক্লিয়াসের ব্যাসার্ধ ও নিউক্লীয় ঘনত্ব নির্ণয় কর—ন।(lu=1.66×107 kg)
উত্তর: 7.3×10-15m, 2.29×107 kgm t
১২। কোন তেজষ্ক্রিয় পদার্থের ক্ষয় ধ্রুবকের মান 0.00385s”। এর অর্ধায়ু কত ?
উত্তর: 180 s
১৩। একটি তেজস্ক্রিয় পদার্থের অর্ধায়ু 5 ঘন্টা। এর ক্ষয় ধ্রুবকের মান কত ?
উত্তর: 3.85 × 10-s-1
১৪ । রেডিয়ামের গড় আয়ু 2294 বছর। এর ক্ষয় ধ্রুবক ও অর্ধায়ু বের করন।
উত্তর: 4.36 × 10′ Y; 1589.45
১৫। কোন একটি তেজস্ক্রিয় পদার্থের অর্ধায়ু 10 দিন। কত দিনে ঐ পদার্থের 75% অংশ ক্ষয় হবে?
উত্তর: 20d
১৬। এক খ” রেডনের 40% ক্ষয় হতে কত সময় লাগবে? রেডনের অর্ধায়ু 3.82 দিন।
উত্তর: 2.82 d
১৭। রেডনের অর্ধায়ু 3.82 দিন। রেডনের তেজস্ক্রিয় ধ্রুবকের মান কত এবং কত দিন পর রেডনের প্রারম্ভিক মানের ২৯ অংশ অপরিবর্তিত থাকবে?
উত্তর: 0.181 d’; 16.54 d
১৮। কোন তেজস্ক্রিয় পদার্থের অর্ধায়ু 15 ঘন্টা। ঐ বস্তুর প্রারম্ভিক ভর 4 gm হলে 60 ঘন্টা পর কতটুকু অবশিষ্ট থাকবে?
উত্তর: 0.25 gm
১৯। এক গ্রাম থোরিয়াম থেকে প্রতি সেকে—ে 4500 টি আলফা কণিকা নির্গত হয়। এক গ্রাম থোরিয়ামে পরমাণুর সংখ্যা 2.61 × 1024 C হলে থোরিয়ামের অর্ধায়ু কত?
উত্তর: 1.28 x 10 ” বছর 10
২০। U234 এর অর্ধায়ু 4.5×10°y। কোনো তেজস্ক্রিয় নমুনায় ঐ মৌলের 1g থাকলে, নমুনাটির সক্রিয়তা Curie এককে নির্ণয় করন (অ্যাভোগাড্রো সংখ্যা N = 6.023×1023)।
উত্তর: 3.34×10 7 C
২১ । কার্বন আইসোটেপের অর্ধজীবনকাল 1600y হলে, কত বছরে ঐ কার্বনের পরিমাণ প্রাথমিক পরিমানের 1/16 অংশে পরিণত হবে ?
উত্তর: 18000y