ঢাকা বোর্ড ২০২৪ — ভৌত আলোকবিজ্ঞান সৃজনশীল প্রশ্ন ও সমাধান

কোনো সিস্টেমের অণুগুলোর গতিশক্তি ও আন্তঃআণবিক বলের জন্য সৃষ্ট বিভবশক্তির সমষ্টিকে ঐ সিস্টেমের অন্তঃস্থ শক্তি বা অভ্যন্তরীণ শক্তি বলে।

ট্রানজিস্টরে নিঃসারক থেকে আসা সংখ্যাগুরু আধান বাহকগুলো বেসের মধ্য দিয়ে সংগ্রাহকে পৌঁছায়।

বেস অঞ্চলে এই বাহকগুলোর একাংশ বেসের বিপরীত ধর্মী বাহকের সাথে পুনর্মিলিত হয়ে বেস প্রবাহ I_B সৃষ্টি করে।

বেস খুব পাতলা ও হালকাভাবে ডোপায়িত হলে বেসে পুনর্মিলনের সুযোগ খুব কম থাকে, ফলে নিঃসারক থেকে আসা প্রায় সব বাহক (95% এর বেশি) সংগ্রাহকে পৌঁছে যায়।

এতে বেস প্রবাহ I_B খুব ক্ষুদ্র এবং সংগ্রাহক প্রবাহ I_C প্রায় নিঃসারক প্রবাহ I_E এর সমান হয়; অর্থাৎ I_E=I_B+I_C সম্পর্কে I_C≈I_E।

ফলে প্রবাহ বিবর্ধন গুণক β=I_CI_B এর মান অনেক বড় হয় এবং ট্রানজিস্টর কার্যকর বিবর্ধক হিসেবে কাজ করতে পারে। এজন্য ট্রানজিস্টরের বেস পাতলা করা হয়।

প্রথমে ডোরার প্রস্থ নির্ণয় করি। কেন্দ্র থেকে n তম উজ্জ্বল বিন্দুর দূরত্ব x_n=nβ।

আমরা জানি,

β=λDd

বা, β=3.8×10⁻⁷×1.24×10⁻⁴

∴ β=1.14×10⁻³ m=1.14 mm

আবার, x_n=nβ

বা, n=x_nβ=9.121.14

∴ n=8

অতএব, কেন্দ্রীয় উজ্জ্বল বিন্দুর যেকোনো এক পাশে সর্বোচ্চ 8 ক্রম পর্যন্ত উজ্জ্বল বিন্দু পাওয়া যাবে।

দ্বি-চির পরীক্ষায় n তম উজ্জ্বল বিন্দুর (চরমের) শর্ত dsin θ=nλ এবং একক চিরের অপবর্তনে n তম গৌণ চরমের শর্ত asin θ=(2n+1)λ2। উভয় ক্ষেত্রে পঞ্চম ক্রম চরমের কৌণিক সরণ নির্ণয় করি।

দ্বি-চিরের ক্ষেত্রে,

dsin θ₁=nλ

বা, sin θ₁=5×3.8×10⁻⁷4×10⁻⁴=4.75×10⁻³

∴ θ₁=0.27^∘

একক চিরের ক্ষেত্রে,

asin θ₂=(2n+1)λ2

বা, sin θ₂=11×3.8×10⁻⁷2×1×10⁻⁴=0.0209

∴ θ₂=1.20^∘

দেখা যায়, দ্বি-চির পরীক্ষায় পঞ্চম চরমের কৌণিক সরণ 0.27^∘, কিন্তু একক চিরের পরীক্ষায় পঞ্চম চরমের কৌণিক সরণ 1.20^∘, যা প্রায় 4.4 গুণ বেশি। কারণ একক চিরের প্রস্থ (0.1 mm) চিরদ্বয়ের ব্যবধানের (0.4 mm) চেয়ে কম এবং চরমের শর্তও ভিন্ন।

অতএব, দ্বি-চিরের পরিবর্তে একক চিরের পরীক্ষণে পঞ্চম ক্রম চরমের কৌণিক সরণ একই হবে না, বরং বেশি হবে।