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 ২৪/৩৪
-
৪৬১
প্রাকৃতিক তেজস্ক্রিয়তা কে আবিষ্কার করেন?
- ক হেনরি বেকেরেল
- খ নীলস বোর
- গ লর্ড রাদার ফোর্ড
- ঘ ডালটন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) হেনরি বেকেরেল
১৮৯৬ সালে ফরাসি বিজ্ঞানী হেনরি বেকেরেল লক্ষ করেন যে ইউরেনিয়াম লবণ থেকে স্বতঃস্ফূর্তভাবে এক প্রকার অদৃশ্য রশ্মি নির্গত হয়, যা কালো কাগজে মোড়ানো ফটোগ্রাফিক প্লেটকে প্রভাবিত করে। এভাবে তিনি প্রাকৃতিক তেজস্ক্রিয়তা আবিষ্কার করেন।
তাঁর নামে তেজস্ক্রিয়তার SI একক বেকেরেল (Bq) রাখা হয়েছে। ১৯০৩ সালে তিনি কুরি দম্পতির সাথে নোবেল পুরস্কার পান। -
৪৬২
দ্রুতগতিসম্পন্ন ইলেকট্রন কোনো ধাতুকে আঘাত করলে তা থেকে উচ্চ ভেদন ক্ষমতাসম্পন্ন যে এক প্রকার বিকিরণ উৎপন্ন হয় সেটি নিচের কোনটি?
- ক β-রশ্মি
- খ X-রশ্মি
- গ γ-রশ্মি
- ঘ α-রশ্মি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) X-রশ্মি
উচ্চ বিভব পার্থক্যে ত্বরিত দ্রুতগতির ইলেকট্রন কোনো ভারী ধাতব লক্ষ্যবস্তুতে (যেমন টাংস্টেন) আঘাত করলে হঠাৎ মন্দনের ফলে উচ্চ ভেদন ক্ষমতাসম্পন্ন তড়িচ্চুম্বকীয় বিকিরণ উৎপন্ন হয়। একে এক্স-রশ্মি বলে।
১৮৯৫ সালে রন্টজেন এক্স-রশ্মি আবিষ্কার করেন। -
৪৬৩
নিচের কোনটি চৌম্বক ক্ষেত্রে সবচেয়ে বেশি বিক্ষেপ হবে?
- ক α-কণা
- খ β-কণা
- গ X-রশ্মি
- ঘ γ-রশ্মি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) β-কণা
চৌম্বক ক্ষেত্রে আহিত কণার বৃত্তপথের ব্যাসার্ধ r = mv/qB; q/m অনুপাত যত বেশি, বিক্ষেপ তত বেশি।
β-কণার (ইলেকট্রন) ভর α-কণার চেয়ে প্রায় 7300 গুণ কম, তাই এর q/m অনেক বেশি এবং বিক্ষেপ সবচেয়ে বেশি। X-রশ্মি ও γ-রশ্মি আধানহীন বলে বিক্ষিপ্ত হয় না। -
৪৬৪
কোন মৌলগুলি ফিউশন প্রক্রিয়ায় উপযুক্ত?
- ক হাল্কা নিউক্লিয়াসগুলি
- খ ভারী নিউক্লিয়াসগুলি
- গ পর্যায়সারণির মাঝামাঝি অবস্থানের মৌলসমূহ
- ঘ বন্ধনশক্তি চক্রের মাঝামাঝি অবস্থানের মৌলসমূহ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) হাল্কা নিউক্লিয়াসগুলি
প্রতি নিউক্লিয়ন বন্ধন শক্তির লেখ অনুযায়ী হালকা নিউক্লিয়াসগুলোর (যেমন H, He) প্রতি নিউক্লিয়ন বন্ধন শক্তি কম। এরা যুক্ত হয়ে অপেক্ষাকৃত ভারী ও বেশি স্থিতিশীল নিউক্লিয়াস তৈরি করলে ভর ত্রুটির কারণে শক্তি নির্গত হয়।
তাই ফিউশনের জন্য হালকা নিউক্লিয়াস উপযুক্ত; অপরদিকে ভারী নিউক্লিয়াস ফিশনের জন্য উপযুক্ত। -
৪৬৫
নিউক্লীয় চুল্লিতে মন্দক হিসেবে ব্যবহার করা হয়—
- ক ইউরেনিয়াম
- খ ভারী পানি
- গ ক্যাডমিয়াম
- ঘ প্লুটোনিয়াম
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) ভারী পানি
ফিশনে নির্গত নিউট্রনগুলো অতি দ্রুতগতির; ধীরগতির (তাপীয়) নিউট্রন ₉₂²³⁵U-এ ফিশন ঘটাতে বেশি কার্যকর। যে পদার্থ নিউট্রনের গতি কমায় তাকে মন্দক বলে।
ভারী পানি (D₂O) ও গ্রাফাইট মন্দক হিসেবে ব্যবহৃত হয়। ক্যাডমিয়াম নিয়ন্ত্রক দণ্ড এবং ইউরেনিয়াম/প্লুটোনিয়াম জ্বালানি। -
৪৬৬
পজিট্রনের ভর কোন কণার ভরের সমান?
- ক প্রোটন
- খ α-কণা
- গ নিউট্রন কণা
- ঘ ইলেকট্রন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) ইলেকট্রন
পজিট্রন (e⁺) ইলেকট্রনের প্রতিকণা। প্রতিকণার ভর মূল কণার সমান কিন্তু আধান বিপরীত।
তাই পজিট্রনের ভর ইলেকট্রনের ভরের সমান = 9.11 × 10⁻³¹ kg। -
৪৬৭
ক্যান্সার আক্রান্ত সেল ধ্বংস করতে কোনটি ব্যবহার করা হয়?
- ক X-ray
- খ UV-ray
- গ gamma ray
- ঘ infrared radiation
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) gamma ray
গামা রশ্মির শক্তি ও ভেদন ক্ষমতা অত্যন্ত বেশি। রেডিওথেরাপিতে কোবাল্ট-60 থেকে নির্গত গামা রশ্মি নির্দিষ্ট স্থানে প্রয়োগ করে ক্যান্সার আক্রান্ত কোষের DNA ধ্বংস করা হয়।
এ পদ্ধতিকে গামা-রে থেরাপি বা 'গামা নাইফ' চিকিৎসা বলে। -
৪৬৮
নিউট্রিনো ও বিটা কণার নির্গমন কোন মৌলিক বলের কারণে ঘটে?
- ক মহাকর্ষ বল
- খ দুর্বল নিউক্লীয় বল
- গ সবল নিউক্লীয় বল
- ঘ তড়িৎ চুম্বকীয় বল
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) দুর্বল নিউক্লীয় বল
বিটা ক্ষয়ে নিউট্রন প্রোটনে রূপান্তরিত হয় এবং ইলেকট্রন (β-কণা) ও প্রতিনিউট্রিনো নির্গত হয়। কোয়ার্ক পর্যায়ে একটি d-কোয়ার্ক u-কোয়ার্কে রূপান্তরিত হয়, যা কেবল দুর্বল নিউক্লীয় বলের মাধ্যমে (W⁻ বোসন বিনিময়ে) সম্ভব।
তাই নিউট্রিনো ও বিটা কণার নির্গমন দুর্বল নিউক্লীয় বলের কারণে ঘটে। -
৪৬৯
দুর্বল নিউক্লীয় বলের জন্য নিউক্লিয়াস থেকে কী নির্গত হয়?
- ক α-কণা
- খ β-কণা
- গ বেরিয়ন কণা
- ঘ ইলেকট্রন কণা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) β-কণা
দুর্বল নিউক্লীয় বলের প্রভাবে নিউক্লিয়াসে বিটা ক্ষয় ঘটে এবং β-কণা ও নিউট্রিনো নির্গত হয় (৮৮নং প্রশ্ন দ্রষ্টব্য)।
α-ক্ষয় ঘটে সবল নিউক্লীয় বল ও কুলম্ব বলের পারস্পরিক প্রভাবে (টানেলিং)। β-কণা মূলত নিউক্লিয়াস থেকে নির্গত ইলেকট্রন হলেও এখানে নির্দিষ্ট উত্তর 'β-কণা'। -
৪৭০
একটি ₉₂²³⁸U নিউক্লিয়াস প্রথম ধাপে ₉₀²³⁴T এবং পরবর্তী ধাপে ₉₁²³⁴Pa নিউক্লিয়াসে পরিণত হয়। এই দুই ধাপে কী কী রশ্মি নির্গত হয়?
- ক α ও β⁻
- খ β⁻ ও β⁻
- গ α ও α
- ঘ β⁻ ও α
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) α ও β⁻
প্রথম ধাপ: ভর সংখ্যা 4 এবং পারমাণবিক সংখ্যা 2 কমেছে—
₉₂²³⁸U →₉₀²³⁴Th +₂⁴He (α-ক্ষয়)
দ্বিতীয় ধাপ: ভর সংখ্যা অপরিবর্তিত কিন্তু পারমাণবিক সংখ্যা 1 বেড়েছে—
₉₀²³⁴Th →₉₁²³⁴Pa +_(−1)⁰e (β⁻-ক্ষয়)
সুতরাং যথাক্রমে α ও β⁻ রশ্মি নির্গত হয়। -
৪৭১
একটি নিউক্লিয়াস একটি নিউট্রন গ্রহণ করে একটি বিটা কণা (β⁻) নিঃসরণ করে ও দুটি আলফা কণায় পরিণত হয়। আদি নিউক্লিয়াসের A এবং Z ছিল—
- ক 6, 3
- খ 7, 2
- গ 7, 3
- ঘ 8, 4
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 7, 3
বিক্রিয়াটি লিখি—
_(Z)^(A)X +₀¹n →_(−1)⁰e + 2 ₂⁴He
ভর সংখ্যা: A + 1 = 0 + 2 × 4 = 8 ∴ A = 7
পারমাণবিক সংখ্যা: Z + 0 = − 1 + 2 × 2 = 3 ∴ Z = 3
সুতরাং আদি নিউক্লিয়াস ₃⁷Li; A = 7, Z = 3। -
৪৭২
বিটা রশ্মির—
i. আয়নায়ন ক্ষমতা আছে
ii. ভর 9.1 × 10⁻³¹ kg
iii. প্রতিপ্রভা সৃষ্টি করতে পারে
নিচের কোনটি সঠিক?- ক i ও ii
- খ i ও iii
- গ ii ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) i, ii ও iii
(i) β-রশ্মি গ্যাসকে আয়নিত করতে পারে (α-রশ্মির চেয়ে কম)— সঠিক।
(ii) β-কণা হলো ইলেকট্রন, তাই এর ভর 9.1 × 10⁻³¹ kg— সঠিক।
(iii) β-রশ্মি জিংক সালফাইড, বেরিয়াম প্লাটিনোসায়ানাইড প্রভৃতি পদার্থে প্রতিপ্রভা (fluorescence) সৃষ্টি করতে পারে— সঠিক। -
৪৭৩
ইলেকট্রন নিম্ন কক্ষপথ থেকে উচ্চ কক্ষপথে প্রবেশ করলে কী ঘটে?
- ক শক্তির শোষণ
- খ শক্তির বিকিরণ
- গ শক্তির বিচ্ছুরণ
- ঘ শক্তির কোনো আদান-প্রদান হয় না
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) শক্তির শোষণ
উচ্চ কক্ষপথের শক্তি নিম্ন কক্ষপথের চেয়ে বেশি (E_(n) = − 13.6/n² eV)। তাই নিম্ন কক্ষপথ থেকে উচ্চ কক্ষপথে যেতে ইলেকট্রনকে ΔE = E_(উচ্চ) − E_(নিম্ন) পরিমাণ শক্তি শোষণ করতে হয়।
বিপরীতভাবে, উচ্চ থেকে নিম্ন কক্ষপথে এলে শক্তি বিকিরিত হয়। -
৪৭৪
তেজস্ক্রিয় কণা বা রশ্মিগুলোর ভেদন ক্ষমতা বিবেচনায় নিচের কোনটি সঠিক?
- ক γ-রশ্মি > β-কণা > α-কণা
- খ α-কণা > β-কণা > γ-রশ্মি
- গ γ-রশ্মি > α-কণা > β-কণা
- ঘ β-কণা > α-কণা > γ-রশ্মি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) γ-রশ্মি > β-কণা > α-কণা
ভেদন ক্ষমতা আধান ও ভর কম হলে বেশি হয়। γ-রশ্মি আধান ও ভরহীন, তাই এর ভেদন ক্ষমতা সর্বাধিক (কয়েক cm সীসা ভেদ করতে পারে); β-কণা হালকা ও একক আধানযুক্ত (কয়েক mm অ্যালুমিনিয়াম); α-কণা ভারী ও দ্বিগুণ আধানযুক্ত (একটি কাগজেই থেমে যায়)।
সুতরাং ভেদন ক্ষমতার ক্রম: γ-রশ্মি > β-কণা > α-কণা। -
৪৭৫
₈₉²³²X →_(Z)²³²Y + β রশ্মি Z-এর মান কত?
- ক 87
- খ 88
- গ 89
- ঘ 90
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 90
β-কণা (_(−1)⁰e) নির্গত হলে ভর সংখ্যা অপরিবর্তিত থাকে এবং পারমাণবিক সংখ্যা 1 বাড়ে।
পারমাণবিক সংখ্যার সংরক্ষণ থেকে,
89 = Z + (− 1)
∴ Z = 90 -
৪৭৬
সবল নিউক্লীয় বল সম্পর্কে নিচের কোনটি সঠিক নয়?
- ক চার্জ অনির্ভর
- খ সম্পৃক্তধর্মী
- গ বৃহৎ পাল্লাসম্পন্ন
- ঘ সবচেয়ে শক্তিশালী বল
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) বৃহৎ পাল্লাসম্পন্ন
সবল নিউক্লীয় বলের বৈশিষ্ট্য— (১) এটি প্রকৃতির সবচেয়ে শক্তিশালী বল; (২) আধান-নিরপেক্ষ (p-p, n-n, n-p এর মধ্যে সমান); (৩) সম্পৃক্তধর্মী (প্রতিটি নিউক্লিয়ন কেবল নিকটতম প্রতিবেশীর সাথে ক্রিয়া করে); (৪) এটি অতি স্বল্প পাল্লার (প্রায় 10⁻¹⁵ m বা 1 fm)।
সুতরাং 'বৃহৎ পাল্লাসম্পন্ন' উক্তিটি সঠিক নয়।
বিঃদ্রঃ বইয়ের উত্তরমালায় (ঘ) দেওয়া আছে; কিন্তু সবল নিউক্লীয় বল প্রকৃতপক্ষেই সবচেয়ে শক্তিশালী বল, তাই সঠিক নয় এমন উক্তি হলো (গ)। -
৪৭৭
নিউক্লিয়াসের ভর-ত্রুটির সঠিক সমীকরণ নিচের কোনটি?
- ক Δm = [Zm_(p) + (A − Z)m_(n) − M]
- খ Δm = [(A − Z)m_(p) + Zm_(n) − M]
- গ Δm = [Zm_(p) + Am_(n) − M]
- ঘ Δm = Am_(p) + Am_(n) − M
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) Δm = [Zm_(p) + (A − Z)m_(n) − M]
কোনো নিউক্লিয়াসে Zটি প্রোটন ও (A − Z)টি নিউট্রন থাকে। মুক্ত অবস্থায় এদের মোট ভর এবং নিউক্লিয়াসের প্রকৃত ভর M-এর পার্থক্যই ভর ত্রুটি—
Δm = Zm_(p) + (A − Z)m_(n) − M
এই ভর ত্রুটি Δmc² পরিমাণ বন্ধন শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। -
৪৭৮
একখণ্ড রেডিয়াম 500 বছর তেজস্ক্রিয় বিকিরণ নিঃসরণ করে এক-পঞ্চমাংশে পরিণত হয়। রেডিয়ামের অবক্ষয় ধ্রুবক কত?
- ক 2.5 × 10⁻⁷ y⁻¹
- খ 3.5 × 10⁻⁶ y⁻¹
- গ 2.4 × 10⁻⁴ y⁻¹
- ঘ 3.2 × 10⁻³ y⁻¹
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 3.2 × 10⁻³ y⁻¹
এখানে,
সময়, t = 500 y; অবশিষ্ট অংশ, N/N₀ = 1/5
অবক্ষয় ধ্রুবক, λ =?
আমরা জানি,
N = N₀e^(−λt)
বা, λ = (1/t)ln(N₀/N) = (ln 5)/500
বা, λ = 1.6094/500
∴ λ = 3.2 × 10⁻³ y⁻¹ -
৪৭৯
কোনো তেজস্ক্রিয় মৌলের অর্ধায়ু ও গড় আয়ুর মধ্যে সম্পর্কযুক্ত সমীকরণ নিচের কোনটি?
- ক T_(1/2) = 1/τ
- খ T_(1/2) = 0.693/τ
- গ T_(1/2) = 0.693 τ
- ঘ T_(1/2) = τ/0.693
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) T_(1/2) = 0.693 τ
আমরা জানি, T_(1/2) = 0.693/λ এবং গড় আয়ু τ = 1/λ বা, 1/λ = τ।
∴ T_(1/2) = 0.693 τ -
৪৮০
একটি তেজস্ক্রিয় পদার্থের অর্ধায়ু 5 y। কত বছর পর ওই তেজস্ক্রিয় পদার্থের 1/32 অংশ অপরিবর্তিত থাকবে?
- ক 10 y
- খ 20 y
- গ 25 y
- ঘ 30 y
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 25 y
এখানে,
অর্ধায়ু, T_(1/2) = 5 y; অবশিষ্ট অংশ, N/N₀ = 1/32
সময়, t =?
আমরা জানি,
N/N₀ = (1/2)^(t/(T_(1/2)))
বা, 1/32 = (1/2)⁵ = (1/2)^(t/5)
বা, t/5 = 5
∴ t = 25 y
পরমাণুর মডেল ও নিউক্লিয়ার পদার্থবিজ্ঞান নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।