কুমিল্লা বোর্ড ২০২৫ — আধুনিক পদার্থবিজ্ঞানের সূচনা সৃজনশীল প্রশ্ন ও সমাধান

যে রেকটিফায়ার বর্তনীতে চারটি ডায়োডকে ব্রিজ আকারে সংযুক্ত করে পরিবর্তী প্রবাহের উভয় অর্ধচক্রকেই লোডের মধ্য দিয়ে একই দিকে প্রবাহিত একমুখী প্রবাহে রূপান্তর করা হয়, তাকে ব্রিজ রেকটিফায়ার এবং এই প্রক্রিয়াকে ব্রিজ রেকটিফিকেশন বলে।

যে দুটি আলোক উৎস থেকে নিঃসৃত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য ও কম্পাঙ্ক সমান এবং তাদের মধ্যকার দশা পার্থক্য সময়ের সাথে ধ্রুব থাকে, তাদের সুসংগত উৎস বলে।

দুটি স্বাধীন আলোক উৎস কখনো সুসংগত হয় না, কারণ প্রতিটি পরমাণু অনিয়মিতভাবে ও অতি অল্প সময়ের জন্য আলো নিঃসরণ করে, ফলে তাদের দশা পার্থক্য প্রতিনিয়ত পরিবর্তিত হয়।

তাই একটিমাত্র উৎস থেকে আগত আলোকে দুই ভাগে বিভক্ত করে সুসংগত উৎস তৈরি করা হয়।

তরঙ্গমুখ বিভাজনের মাধ্যমে, যেমন ইয়ং-এর দ্বি-চিড় পরীক্ষায় একটি সরু চিড় থেকে আগত আলো পাশাপাশি দুটি সরু চিড়ের মধ্য দিয়ে যায়; চিড় দুটি তখন সুসংগত উৎস হিসেবে কাজ করে। ফ্রেনেলের বাইপ্রিজম বা লয়েডের দর্পণেও একইভাবে সুসংগত উৎস পাওয়া যায়।

এছাড়া বিস্তার বিভাজনের মাধ্যমে, যেমন পাতলা ফিল্মের উপরের ও নিচের তল থেকে প্রতিফলিত আলো দ্বারাও সুসংগত উৎস তৈরি হয়।

প্রথম ক্ষেত্রে আপতিত ফোটনের শক্তি থেকে কার্যাপেক্ষক বিয়োগ করলে নিঃসৃত ইলেকট্রনের সর্বোচ্চ গতিশক্তি পাওয়া যায়।

আমরা জানি,

hcλ₁=W₀+K_max

বা, K_max=hcλ₁−W₀

বা, K_max=6.63×10⁻³⁴×3×10⁸3200×10⁻¹⁰−4.592×10⁻¹⁹

বা, K_max=6.216×10⁻¹⁹−4.592×10⁻¹⁹

∴ K_max=1.624×10⁻¹⁹ J=1.015 eV

অতএব, প্রথম ক্ষেত্রে নিঃসৃত ইলেকট্রনের সর্বোচ্চ গতিশক্তি 1.624×10⁻¹⁹ J বা 1.015 eV।

নিবৃত্তি বিভব V₀ হলে, eV₀=K_max=hcλ−W₀। অর্থাৎ তরঙ্গদৈর্ঘ্য বাড়লে ফোটনের শক্তি কমে, ফলে নিবৃত্তি বিভবও কমে। উভয় ক্ষেত্রে হিসাব করি।

প্রথম ক্ষেত্রে (λ₁=3200 Å),

V₀₁=K_maxe=1.624×10⁻¹⁹1.6×10⁻¹⁹=1.015 V

দ্বিতীয় ক্ষেত্রে আপতিত ফোটনের শক্তি,

E₂=hcλ₂=6.63×10⁻³⁴×3×10⁸4600×10⁻¹⁰

বা, E₂=4.324×10⁻¹⁹ J=2.70 eV

আবার, সূচন তরঙ্গদৈর্ঘ্য,

λ₀=hcW₀=6.63×10⁻³⁴×3×10⁸4.592×10⁻¹⁹

∴ λ₀=4.33×10⁻⁷ m=4331 Å

দ্বিতীয় ক্ষেত্রে ফোটনের শক্তি (2.70 eV) ক্যালসিয়ামের কার্যাপেক্ষকের (2.87 eV) চেয়ে কম, অর্থাৎ λ₂=4600 Å সূচন তরঙ্গদৈর্ঘ্য 4331 Å এর চেয়ে বড়। ফলে কোনো ফটোইলেকট্রন নির্গত হবে না, তাই নিবৃত্তি বিভবের প্রয়োজন নেই, অর্থাৎ V₀₂=0।

অতএব, আপতিত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য 3200 Å থেকে 4600 Å এ বাড়ালে নিবৃত্তি বিভবের পরিবর্তন হবে; তা 1.015 V থেকে কমে শূন্য হয়ে যাবে।