আজকে আমরা আধুনিক পদার্থবিজ্ঞান এর মূল্যায়ন সম্পর্কে আলোচনা করবো। যা বাউবি এইচএসসি ২৮৭১ পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র ইউনিট ৮ এর আধুনিক পদার্থবিজ্ঞান এর অন্তর্ভুক্ত।
আধুনিক পদার্থবিজ্ঞান এর মূল্যায়ন
বহুনির্বাচনী প্রশ্নঃ
১. আইনস্টাইনের আপেক্ষিকতার বিশেষ তথ্যানুসারে v সমবেগে গতিশীল S’ প্রসঙ্গ কাঠামোতে আলোর বেগের সাথে S নিশ্চল কাঠামোতে আলোর বেগের সম্পর্ক কোনটি?
ক. c’=c-v
খ. c’=c+v
গ. c’ = c
ঘ.v=c+ c’
২. থিওরী অব রিলেটিভিটি এর প্রবক্তা কে?
ক. আইনস্টাইন
খ. নিউটন
গ. পণ্ঢ্যাংক
ঘ. ম্যাক্সওয়েল
৩. আপেক্ষিকতার বিশেষ তত্ত্বের মৌলিক স্বীকার্য-
ক. বিভিন্ন মাধ্যমে আলোর বেগ বিভিন্ন
খ. প্রসঙ্গ কাঠামো পরস্পরের সাপেক্ষে ধ্র“ব বেগে গতিশীল
গ. প্রসঙ্গ কাঠামো পরস্পরের সাপেক্ষে ধ্রুব ত্বরণে গতিশীল
ঘ. শূন্য মাধ্যমে আলোর বেগ পর্যবেক্ষকের উপর নির্ভর করে না
8. 10kg ভরের একটি বস্তুর আলোর বেগ গতিশীল অবস্থায় ভর কত হবে?
ক. 0 kg
খ. 10 kg
গ. 20 kg
ঘ. ∝
৫. কোন বস্তুর গতিশীল অবস্থায় দৈর্ঘ্য, ঐ বস্তুর নিশ্চল অবস্থায় দৈর্ঘ্যের চেয়ে ছোট, একে কী বলা হয়?
ক. কাল দীর্ঘায়ন
খ. দৈর্ঘ্য দীর্ঘায়ন
গ. দৈর্ঘ্য সংকোচন
ঘ. ভর সংকোচন
৬. গতিশীল অবস্থায় বস্তুর ভর-
ক. বৃদ্ধি পায়
খ. হ্রাস পায়
গ. অপরিবর্তিত থাকে
ঘ. শূন্য হয়
৭. E = mc2 সূত্রটি কিসের সম্পর্ক প্রকাশ করে?
ক. আলো ও শক্তি
খ. ভর ও শক্তি
গ. বেগ ও শক্তি
ঘ. ভর ও আলো
৮. f কম্পাঙ্কের আপতিত আলোর ক্ষেত্রে ফটো-ইলেকট্রনের নিঃসরণের হার কার সমানুপাতিক?
ক. সূচন কম্পাঙ্ক (fo)
খ. আপতিত আলোর তীব্রতা
গ. আপতিত আলোর কম্পাঙ্ক
ঘ. ক্যাথোডের প্রকৃতি
৯. আলোর কণিকা ফোটনের শক্তি-
i. E = hf
ii. E = hc/λ
iii. E = h/λ
নিচের কোনটি সঠিক?
ক. ii ও iii
খ. iii
গ. i ও ii
ঘ. i, ii ও iii
১০. কোনো বিজ্ঞানী শক্তির ক্ষুদ্রতম এককের নাম দেন কোয়ান্টাম?
ক. গ্যালিলিও
খ. নিউটন
গ. ম্যাক্সপঞ্চাঙ্ক
ঘ. আইনস্টাইন
সৃজনশীল প্রশ্নঃ
১। 50kg ভরের একটি ক্ষুদ্র মহাকাশ যানকে মহাশূন্যে উৎক্ষেপণের পর নীল আলো ( 2 = 4700A) নিঃসারণকারী 1000W ক্ষমতার একটি বাতি দিয়ে চালনা করায় পরিকল্পনা করা হলো। বিজ্ঞানীরা হিসাব করে দেখলেন যে, মহাকাশ যানটি মহাশূন্যে 6.66 x10 ms ত্বরণে গতিশীল থাকবে, ফলে যানটির বছরে 2ms-1 হারে বেগ বৃদ্ধি পাবে।
ক. ফোটন কী?
খ. লাল না বেগুনি বর্ণের ফোটনের শক্তি বেশী? ব্যাখ্যা কর।
গ. 1000W ক্ষমতার নীল বাতি থেকে প্রতি সেকেন্ডে কতগুলো ফোটন নির্গত হবে?
ঘ. উদ্দীপকে উলেণ্ঢখিত ত্বরণের মানের সত্যতা যাচাই কর।
২। অভিকর্ষ মুক্ত স্থানে দুটি পেণ্টট A ও B পরস্পর সমাালে রাখা আছে। পেণ্টণ্ট A এর কার্যাপেক্ষক 2.825eV । এর উপর 4000Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের তাড়িতচৌম্বক তরঙ্গ আপতিত করা হলো এবং পেণ্টট A এর সাপেক্ষে পেণ্টট B কে নিবৃত্তি বিভবে রাখা হলে ।
ক. ডি-ব্রগলীর প্রকল্প বিবৃত করন।
খ. কম্পটন ক্রিয়া ও আলোতড়িৎ ক্রিয়ার মধ্যে পার্থক্য লিখুন।
গ. নিবৃত্তি বিভবের মান নির্ণয় করন।
ঘ. পেণ্টট A এবং পেণ্টট B এর কাছে ইলেকট্রনের ভরের কোন পার্থক্য হবে কিনা গাণিতিক ভাবে যাচাই কর—ন।
সংক্ষিপ্ত উত্তর প্রশ্ন :
১। আপেক্ষিকতা বা আপেক্ষিক তত্ত্ব বলতে কি বুঝায়?
২।প্রসঙ্গ কাঠামো বলতে কি বুঝায়?
৩। জড় প্রসঙ্গ কাঠামো বলতে কি বুঝায়?
৪ । মাইকেলসন-মোরলে পরীক্ষা থেকে কি কি সিদ্ধাড়ে উপনীত হওয়া যায়?
৫। বাসের যাত্রী ও সড়কের পাশে দাঁড়ানো পর্যবেক্ষকের নিকট বাস থেকে পড়ড় পাথরের গতিপথ কিরূপ দেখাবে?
৬। বিশেষ আপেক্ষিক তত্ত্বের স্বীকার্য দুটি লিখুন।
৭। কাল দীর্ঘায়ন কি? এর সমীকরণটি লিখুন।
৮। দৈর্ঘ্য সংকোচন কি? দৈর্ঘ্য সংকোচনের সমীকরণটি লিখুন।
৯। ভরের আপেক্ষিকতা কি বা বলতে কি বুঝায়?
১০। কোন বস্তুর স্থির ভর ও গতিশীল ভরের মধ্যে সম্পর্ক লিখুন।
১১। ভর ও শক্তির সম্পর্কটি সমীকরণের মাধ্যমে লিখুন
১২। আলোর কোয়ান্টাম তত্ত্ব কি?
১৩। ফোটন কি?
১৪। ফোটনের শক্তির সমীকরণটি লিখুন।
১৫। পঢ়াংকের সমীকরণটি লিখুন।
১৬। ফটোতড়িৎ ক্রিয়া কি?
১৭। ফটোতড়িৎ ক্রিয়া ব্যাখ্যা করন।
১৮। ফটোতড়িৎ কার্যাপেক্ষক কি?
১৯ । ফটোইলেকট্রন কি?
২০। সূচন কম্পাঙ্ক কি?
২১। ডি ব্রগলীর প্রকল্প কি?
২২। ডি ব্রগলীর সমীকরণটি লিখুন।
২৩। কম্পটন ক্রিয়া কি?
২৪ । আলো তড়িৎ ক্রিয়া ও কম্পটন ক্রিয়ার মধ্যে পার্থক্য কি?
২৫ । আলো তড়িৎ ক্রিয়া ও কম্পটন ক্রিয়ার মধ্যে সদৃশতা কি?
২৬। হাইজেনবার্গের অনিশ্চয়তা নীতি কি?
খ. বিশদ উত্তর প্রশ্ন :
১। আপেক্ষিক তত্ত্ব বলতে কি বোঝায়? আপেক্ষিকতার বিশেষ তত্ত্বের স্বীকার্য দুটি বর্ণনা ও ব্যাখ্যা কর ন ।
২। গ্যালিলীয় রূপান্ডু সমীকরণগুলো লিখুন। গ্যালিলীয় রূপান্ডুরের সীমাবদ্ধতা আলোচনা কর—ন।
৩। লরেঞ্জ রূপান্তর বিধির সমীকরণগুলো প্রতিপাদন করন।
৪ । সময় বিলম্বন কি? t = to √(1-v2/c²) সমীকরণটি প্রতিপাদন ও ব্যাখ্যা কর ন ।
৫। দৈর্ঘ্য সংকোচন কি? L = Lo√(1-v2/ c2) সমীকরণটি প্রতিপাদন কর না।
৬। ভরের আপেক্ষিকতা বলতে কি বুঝ? প্রমাণ কর ন যে, m = mo√(1-v2/ c2)
৭। ভরের আপেক্ষিকতা হতে প্রামাণ কর, m = mo√(1-v2/ c2) এবং সেখান থেকে দেখান যে, আলোর দ্রুতির সমান দ্রুতিতে
কোন বস্তু গতিশীল হতে পারে না।
৮। বিশেষ আপেক্ষিকতা তত্ত্বের প্ররিপ্রেক্ষিতে ভর শক্তির সম্পর্কটি বের কর
৯ । ফোটন কি? পশ্চাঙ্কের কোয়ান্টাম তত্ত্ব আলোচনা কর।
১০। ফটো তড়িৎ ক্রিয়া বা আলোক তড়িৎ ক্রিয়া প্রদর্শনের একটি পরীক্ষা বর্ণনা কর।
১১। আলোক তড়িৎ ক্রিয়ার পরীক্ষালব্ধ ফলাফলগুলো আলোচনা কর ।
১২। ফটো তড়িৎ ক্রিয়া ব্যাখ্যা করতে চিরায়ত তত্ত্বের ব্যর্থতা আলোচনা কর ।
১৩। আলোক তড়িৎ ক্রিয়া সংক্রান্ত আইনস্টাইনের সমীকরণটি লিখুন এবং এর বিভিন্ন পদের ব্যাখ্যা দিন।
১৪ । পদার্থ তরঙ্গ বলতে কি বুঝায়? ডি ব্রগলীর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সমীকরণ প্রতিপাদন কর।
১৫। ডি ব্রগলীর সমীকরণ থেকে কিভাবে বোরের দ্বিতীয় স্বীকার্য প্রতিপাদন করা যায়?
১৬। কম্পটন ক্রিয়া কি? কম্পটন তরঙ্গদৈর্ঘ্যে সমীকরণ প্রতিপাদন কর ন।
১৭। হাইজেনবার্গের অনিশ্চয়তা নীতি ব্যাখ্যা কর ন।
গাণিতিক সমস্যা ঃ
১। একজন মহাশূন্যচারী 30 বছর বয়সে 2.4×10 ms-1 বেগে একটি মহাশূন্যযানে চড়ে ছায়াপথ অনুসন্ধানে গেলেন। পৃথিবীর হিসেবে সে 50 বছর পর ফিরে এলে মহাশূন্যচারীর বয়স তখন কত হবে?
(উঃ60 বছর)
২। 50 মিনিটে শেষ করার জন্য একজন শিক্ষক তার ঘড়ি দেখে কোনো এক ছাত্রকে একটি কাজ করতে দিলেন। ছাত্র এবং শিক্ষক 9.8×107 ms s- আপেক্ষিক বেগে গতিশীল আছে। যখন শিক্ষক সময় শেষ হওয়ার সংকেত দিলেন, তখন ছাত্রের নিকট শিক্ষকের ঘড়ির সময় কত অতিক্রাড় মনে হয়েছিল?
(উঃ 52.9 মিনিট)
৩। কোনো কাল্পনিক ট্রেন কত বেগে চললে এর চলমান দৈর্ঘ্য নিশ্চল দৈর্ঘ্যের এক-তৃতীয়াংশ হবে ? (উঃ 2.828×10 ms ms’)
৪। 0.6c দ্র“তিতে চলমান একটি কাল্পনিক ট্রেন কোনো ছোট স্টেশনের পাটফরম অতিক্রম করে গেল। পণ্ডাটফরমে দাঁড়ানো একজন যাত্রী চলমান ট্রেনের দৈর্ঘ্য মাপল 200 m যা পণ্ডাটফরমের দৈর্ঘ্যের সমান। (i) ট্রেনের নিশ্চলদৈর্ঘ্য কত? (ii) ট্রেনের কোনো যাত্রী পাটফরমের দৈর্ঘ্য কত মাপবে?
(উঃ (i) 250 m (ii) 160m
৫। একটি বস্তু কণার ভর 9.1 × 10 kg। এর পুরোটাই শক্তিতে রূপান্ত্রিত করা হলে কি পরিমাণ শক্তি পাওয়া যাবে ? 28 (আলোর দ্র“তি c = 3×10 ms ns1 )
(উঃ 8.19×10-“J)
6। 1.6×10^eV গতিশক্তি সম্পন্ন ইলেকট্রনের ভর কত?
(উঃ 11.6×10-31 kg )
৭। একটি গতিশীল কণার মোট শক্তি এর স্থিরাবস্থার শক্তির 1.5 গুণ হলে বস্তুটির দ্র“তি কত?
(উঃ 2.236×10 ms’)
৮। 4 kg ভরের সমতুল্য শক্তি নির্ণয় করন।
(উঃ 3.6×107 J)
৯। 1 gm ভরের তুল্য শক্তির পরিমাণ জুলে কত হবে ?
(উঃ 9×10” J )
১০। 1 gm ভরের সমতুল্য শক্তির পরিমাণ MeV তে নির্ণয় করন।
(উঃ 5.625 × 1026 MeV )
১১। 5 gm ভরের তুল্য শক্তির পরিমাণ জুলে কত হবে ?
(উঃ 4.5×104 J)
১২। একটি ফোটনের শক্তি 1.77 eV, ফোটনের তরঙ্গদৈর্ঘ্য নির্ণয় করন।
(উঃ 6.67×10 m )
১৩। 3000 Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের ফোটনের শক্তি নির্ণয় করন।
(উঃ 4.14eV (প্রায়)
১৪ । কোন ধাতুর ফটো ইলেকট্রন নিঃসরণের সর্বোচ্চ তরঙ্গদৈর্ঘ্য 5000 Å হলে এর কার্যাপেক্ষক নির্ণয় কর“ন।
(উঃ 2.48eV)
১৫। পশ্চাটিনামের কার্যাপেক্ষক 6.31eV হলে এর সূচন কম্পাঙ্ক কত?
(উঃ 1.524×105 Hz)
১৬। পণ্ডাটিনামের কার্যাপেক্ষক 6.2 eV হলে এর সূচন কম্পাঙ্ক কত? দেয়া আছে, h = 6.63×10-4Js |
(উঃ 1.5×105 Hz)
১৭। 6.633×107 m তরঙ্গদৈর্ঘ্যের ফোটনের শক্তি নির্ণয় করন। h= 6.63×10- 34 Js | (উঃ 1.875eV)
১৮। কোন ধাতুর উপর 2500 Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের অতিবেগুণী রশ্মি ফেলা হল। ধাতুটির কার্যাপেক্ষক 2.3eV হলে নিঃসৃত
ইলেকট্রনের সর্বোচ্চ বেগ নির্ণয় কর“ন।
(উঃ 9.56×10 ms’ )
১৯। 5000 Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো কোন ধাতব পৃষ্ঠে আপতিত হলে নির্গত ইলেকট্রনের সর্বোচ্চ গতিশক্তি 0.5eV । ঐ ধাতুর কার্যাপেক্ষক নির্ণয় করন। (উঃ 1.986eV)
২০। কোনো একটি ধাতু হতে ইলেকট্রন মুক্ত করতে 2.2eV শক্তির প্রয়োজন। ঐ ধাতুর উপর 6800 Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো পতিত হলে কোনো ইলেকট্রন মুক্ত হবে কি ? এখানে, h = 6.63×10- 34Js এবং 1eV=1.6x10J | (উঃ কোন ইলেকট্রন নির্গত হবে না)
২১ । 10 KV বিভব পার্থক্য প্রয়োগ করলে স্থির অবস্থা থেকে একটি ইলেকট্রন যে চূড়ান্দ্র বেগ প্রাপ্ত হবে তার মান নির্ণয় করন।
(উঃ 5.93×107 ms )