পরমাণুর মডেল ও নিউক্লিয়ার পদার্থবিজ্ঞান — বহুনির্বাচনি প্রশ্ন ও সমাধান
HSC পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্রের ৯ম অধ্যায়। এখানে ৬৬৬টি প্রশ্ন আছে — বোর্ড, ঢাবি, বুয়েট আর মেডিকেল ভর্তি পরীক্ষা থেকে বাছাই করা, প্রতিটার নিচে পূর্ণ ব্যাখ্যা দেওয়া। উত্তর দেখার আগে নিজে একবার চেষ্টা করে নিও।
৬৬৬ প্রশ্ন
২য় পত্র
অধ্যায় ৯
পাতা ১৯/৩৪
-
৩৬১
একটি ভারী তেজস্ক্রিয় পদার্থ আলফা কণা বিকিরণ করে যার ভর 10g। এক অর্ধায়ু পরে এর ভর হবে-
- ক 5g
- খ About 10g
- গ 10g
- ঘ None
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) About 10g
অর্ধায়ু ধারণাটি পরমাণুর সংখ্যা (তেজস্ক্রিয়তার হার) হ্রাসের সাথে সম্পর্কিত, ভরের সরল অর্ধেক হওয়ার সাথে নয়। আলফা কণার ভর (প্রায় 4u) মূল ভারী নিউক্লিয়াসের ভরের (শত শত u) তুলনায় নগণ্য, তাই অর্ধেক পরমাণু ক্ষয় হলেও নির্গত আলফা কণাগুলোর মোট ভর সামগ্রিক নমুনার ভরের তুলনায় খুবই সামান্য। ফলে এক অর্ধায়ু পরে মোট ভর প্রায় অপরিবর্তিত থেকে যায়, অর্থাৎ প্রায় 10g। -
৩৬২
হাইড্রোজেন পরমাণুর প্রথম বোর কক্ষে ইলেক্ট্রনের মোটশক্তি –13.6 eV হলে, তৃতীয় বোর কক্ষে মোটশক্তি হবে-
- ক -40.8 eV
- খ -4.5 eV
- গ -3.4 eV
- ঘ -1.5 eV
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) -1.5 eV
বোর মডেলে n-তম কক্ষে মোট শক্তি En=−13.6n2eV। n=3 হলে E3=−13.69≈−1.51eV≈−1.5eV। -
৩৬৩
রেডিয়ামের গড় আয়ু 2341 বছর, এর অবক্ষয় ধ্রুবকের মান কত?
- ক 4.27 × 10−4 y−1
- খ 2.69 × 10−4 y−1
- গ 8.54 × 10−4 y−1
- ঘ 1.24 × 10−4 y−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 4.27 × 10−4 y−1
গড় আয়ু (mean life) τ ও অবক্ষয় ধ্রুবক λ এর সম্পর্ক τ=1λ। সুতরাং λ=1τ=12341=4.27×10−4 y−1। -
৩৬৪
ধীর গতি সম্পন্ন নিউট্রন দ্বারা একটি U 235 নিউক্লিয়াসের ফিশন ক্রিয়ার 92 ফলে নির্গত শক্তির পরিমাণ কত?
- ক 235 MeV
- খ 200MeV
- গ 100 MeV
- ঘ 1000MeV
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 200MeV
ধীরগতির নিউট্রন দ্বারা U 92235 (উপরের সূচক = ভরসংখ্যা, নিচের সূচক = পারমাণবিক সংখ্যা) নিউক্লিয়াসের ফিশন বিক্রিয়ায় প্রতিটি ফিশনে গড়ে প্রায় 200 MeV শক্তি নির্গত হয় — এটি একটি সুপরিচিত প্রায়োগিক মান, যা পারমাণবিক চুল্লির শক্তি হিসাবের ভিত্তি। -
৩৬৫
কে নিউট্রন আবিষ্কার করেন?
- ক E.Rutherford
- খ J.Chadwick
- গ J.Thomson
- ঘ H.Yukawa
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) J.Chadwick
১৯৩২ সালে জেমস চ্যাডউইক বেরিলিয়ামে আলফা কণার আঘাতে উৎপন্ন নিরপেক্ষ বিকিরণ পরীক্ষা করে নিউট্রন আবিষ্কার করেন, যার জন্য তিনি ১৯৩৫ সালে নোবেল পুরস্কার লাভ করেন। -
৩৬৬
নিম্নের কোনটি একই রশ্মি প্রদর্শন করে?
- ক X ray and alpha ray
- খ X ray and Beta ray
- গ X ray and gamma ray
- ঘ Alpha ray and Beta ray
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) X ray and gamma ray
X-ray ও গামা রশ্মি উভয়ই তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ (electromagnetic radiation) — উভয়েরই কোনো ভর বা চার্জ নেই এবং এরা আলোর বেগে চলে; শুধু উৎপত্তির উৎস ভিন্ন (X-ray ইলেকট্রন শক্তিস্তর পরিবর্তনে, গামা রশ্মি নিউক্লিয়ার উৎস থেকে)। অন্যদিকে আলফা ও বিটা রশ্মি কণা-প্রকৃতির (কণা বিকিরণ)। -
৩৬৭
যদি কোনো আণবিক বোমার ফিশন প্রক্রিয়ায় 1 kg ভর লোপ পায়, তাহলে নির্গত শক্তি হবে —
- ক 9 × 1016 J
- খ 9 × 108 J
- গ 4.5 × 1016 J
- ঘ 3 × 108 J
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 9 × 1016 J
আইনস্টাইনের ভর-শক্তি সমীকরণ E=mc2 প্রয়োগ করলে (মূল প্রশ্নে লোপ পাওয়া ভরের মান 1 kg ধরে নেওয়া হলো, কারণ অপশনগুলোর মান ঠিক c2-এর সমান): E=1×(3×108)2=9×1016 J। [লক্ষণীয়: টাইপে ভরের প্রকৃত সংখ্যাগত মানটি বাদ পড়ে গেছে বলে মনে হয়; উপরের হিসাব ধরে নেওয়া m=1 kg-এর ভিত্তিতে করা হয়েছে, যা প্রদত্ত অপশনের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।] -
৩৬৮
নিচের কোনটি নিউক্লিয়াসে থাকে না?
- ক প্রোটন
- খ ইলেকট্রন
- গ নিউট্রন
- ঘ মেসন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) ইলেকট্রন
নিউক্লিয়াস গঠিত হয় প্রোটন ও নিউট্রন দিয়ে; নিউক্লিয় বলের ইউকাওয়ার মেসন তত্ত্ব অনুযায়ী মেসনও নিউক্লিয়াসে বিনিময় কণা হিসেবে থাকে। কিন্তু ইলেকট্রন নিউক্লিয়াসের উপাদান নয় (বিটা ক্ষয়ে উৎপন্ন হয় মাত্র), তাই ইলেকট্রনই ব্যতিক্রম। -
৩৬৯
সবচেয়ে কম ভরের কণিকা কোনটি?
- ক ইলেক্ট্রন
- খ প্রোটন
- গ আলফা
- ঘ নিউট্রন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) ইলেক্ট্রন
ইলেকট্রনের ভর (≈9.11×10−31 kg) প্রোটন, নিউট্রন ও আলফা কণা (২টি প্রোটন + ২টি নিউট্রন সমন্বিত হিলিয়াম নিউক্লিয়াস) অপেক্ষা প্রায় 1800 গুণ কম, তাই সবচেয়ে হালকা কণা। -
৩৭০
অ্যালুমিনিয়াম নিউক্লিয়াসের সংকেত হচ্ছে 13 Al 27। এর নিউট্রন সংখ্যা কত?
- ক 27
- খ 13
- গ 40
- ঘ 14
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 14
অ্যালুমিনিয়ামের সংকেত Al 1327 (উপরের সূচক = ভরসংখ্যা, নিচের সূচক = পারমাণবিক সংখ্যা) — অর্থাৎ A=27, Z=13। নিউট্রন সংখ্যা N=A−Z=27−13=14। -
৩৭১
তেজস্ক্রিয় বর্জ্যের একটি নমুনার অর্ধায়ু 60 বছর। বর্জ্যের তেজস্ক্রিয়তা তার বর্তমান মানের 12.5% হতে হলে কত সময় লাগবে?
- ক 180 years
- খ 120 years
- গ 200 years
- ঘ 240 years
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 180 years
তেজস্ক্রিয়তা হ্রাসের সূত্র A=A0(12)n, যেখানে n অতিক্রান্ত অর্ধায়ুর সংখ্যা। বর্তমান মানের 12.5% হওয়া মানে 18=(12)3, অর্থাৎ n=3। সময় =n×T1/2=3×60=180 বছর। -
৩৭২
α-কণা নির্গমনে মূল নিউক্লিয়াসের ভর সংখ্যা ও পারমাণবিক সংখ্যা যথাক্রমে কত কমে?
- ক 4 ও 2
- খ 2 ও 4
- গ 1 ও 0
- ঘ 0 ও 1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 4 ও 2
α-কণা হলো 24He নিউক্লিয়াস, তাই A কমে 4 এবং Z কমে 2।
β− ক্ষয়ে A অপরিবর্তিত, Z বাড়ে 1; γ নির্গমনে কোনোটিই বদলায় না।
ফাঁদ: সংখ্যা দুটি উল্টে ফেলা। -
৩৭৩
সূর্যের শক্তির উৎস কোনটি?
- ক নিউক্লিয় বিভাজন
- খ নিউক্লিয় সংযোজন
- গ রাসায়নিক দহন
- ঘ তেজস্ক্রিয় ক্ষয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) নিউক্লিয় সংযোজন
সূর্যে হাইড্রোজেন নিউক্লিয়াস যুক্ত হয়ে হিলিয়াম গঠন করে (প্রোটন-প্রোটন চক্র) — নিউক্লিয় সংযোজন।
এতে ভর ত্রুটি শক্তিতে রূপান্তরিত হয়; প্রয়োজন হয় কোটি কেলভিন তাপমাত্রার।
ফাঁদ: পারমাণবিক চুল্লির বিভাজনের সাথে গুলিয়ে ফেলা। -
৩৭৪
নিউক্লিয়াসের ব্যাসার্ধ ভর সংখ্যার সাথে কীভাবে সম্পর্কিত?
- ক R ∝ A
- খ R ∝ A1/3
- গ R ∝ A2
- ঘ R ∝ 1A
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) R ∝ A1/3
R = R0A1/3, R0 ≈ 1.2 × 10−15 m।
ফলে নিউক্লিয়ার ঘনত্ব সব নিউক্লিয়াসেই প্রায় সমান (≈ 2.3 × 1017 kg m−3)।
ফাঁদ: সরল সমানুপাত ধরে R ∝ A লেখা। -
৩৭৫
α, β ও γ রশ্মির মধ্যে ভেদন ক্ষমতার সঠিক ক্রম কোনটি?
- ক α > β > γ
- খ γ > β > α
- গ β > γ > α
- ঘ α > γ > β
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) γ > β > α
ভেদন ক্ষমতা: γ > β > α (γ সিসার পুরু পাত লাগে, β অ্যালুমিনিয়াম, α কাগজেই আটকায়)।
আয়নায়ন ক্ষমতার ক্রম ঠিক উল্টো: α > β > γ।
ফাঁদ: ভেদন ও আয়নায়ন ক্ষমতার ক্রম বদলাবদলি করা। -
৩৭৬
β− ক্ষয়ে নিউক্লিয়াসের ভেতরে কী ঘটে?
- ক প্রোটন নিউট্রনে পরিণত হয়
- খ নিউট্রন প্রোটনে পরিণত হয়
- গ দুটি প্রোটন বেরিয়ে যায়
- ঘ একটি হিলিয়াম নিউক্লিয়াস বেরোয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) নিউট্রন প্রোটনে পরিণত হয়
n → p + e− + ν̄e — নিউট্রন প্রোটনে পরিণত হয়ে ইলেকট্রন ও প্রতি-নিউট্রিনো বেরোয়।
তাই A অপরিবর্তিত থাকে, Z এক বাড়ে।
ফাঁদ: β+ ক্ষয়ে উল্টোটা হয় (p → n) — দুটি গুলিয়ে ফেলা। -
৩৭৭
প্রতি নিউক্লিয়নে বন্ধন শক্তি সর্বোচ্চ কোন মৌলের কাছাকাছি?
- ক হাইড্রোজেন
- খ লোহা
- গ ইউরেনিয়াম
- ঘ হিলিয়াম
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) লোহা
A ≈ 56 (লোহা/নিকেল) অঞ্চলে প্রতি নিউক্লিয়নে বন্ধন শক্তি সর্বোচ্চ (≈ 8.8 MeV) — তাই এরা সবচেয়ে স্থিতিশীল।
এর বাঁদিকে সংযোজন (fusion) এবং ডানদিকে বিভাজন (fission) শক্তি দেয়।
ফাঁদ: সবচেয়ে ভারী মৌল ইউরেনিয়ামকে সবচেয়ে স্থিতিশীল ভাবা। -
৩৭৮
তেজস্ক্রিয় ক্ষয় ধ্রুবক λ ও অর্ধায়ু T-এর সম্পর্ক কোনটি?
- ক T = 0.693λ
- খ T = 0.693λ
- গ T = λ0.693
- ঘ T = λ2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) T = 0.693λ
N = N0e−λt; N = N02 বসিয়ে T = ln 2λ = 0.693λ।
গড় আয়ু τ = 1λ = 1.44T।
ফাঁদ: গুণ ও ভাগ উল্টে ফেলা। -
৩৭৯
নিউক্লিয়াসের বন্ধন শক্তি কোন রাশির সাথে সম্পর্কিত?
- ক ভর ত্রুটি
- খ পারমাণবিক সংখ্যা
- গ নিউট্রন সংখ্যা
- ঘ তেজস্ক্রিয়তা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) ভর ত্রুটি
বন্ধন শক্তি E = Δm·c2, যেখানে Δm = (উপাদান কণার মোট ভর − নিউক্লিয়াসের ভর) = ভর ত্রুটি।
1 u ভর ত্রুটি ≈ 931.5 MeV শক্তির সমতুল্য।
ফাঁদ: ভর ত্রুটি মানে মাপার ভুল ভাবা — এটি রূপান্তরিত শক্তি। -
৩৮০
একটি তেজস্ক্রিয় পদার্থের অর্ধায়ু 10 দিন। 30 দিন পর অবশিষ্ট অংশ কত?
- ক 12
- খ 14
- গ 18
- ঘ 116
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 18
n = 3010 = 3 টি অর্ধায়ু অতিক্রান্ত।
অবশিষ্ট = 123 = 18 অংশ।
ফাঁদ: ৩টি অর্ধায়ু মানে পুরোটা শেষ ভাবা, বা 16 ধরা।
পরমাণুর মডেল ও নিউক্লিয়ার পদার্থবিজ্ঞান নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।