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 ২৭/৩৪
-
৫২১
¹⁴N +⁴He →¹⁷O + X, বিক্রিয়ায় X কণাটি কী?
- ক ইলেকট্রন
- খ প্রোটন
- গ নিউট্রন
- ঘ ফোটন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) প্রোটন
N, He ও O-এর পারমাণবিক সংখ্যা যথাক্রমে 7, 2 ও 8। ধরি X-এর ভর সংখ্যা A ও পারমাণবিক সংখ্যা Z।
ভর সংখ্যা: 14 + 4 = 17 + A ∴ A = 1
পারমাণবিক সংখ্যা: 7 + 2 = 8 + Z ∴ Z = 1
সুতরাং X হলো ₁¹p বা প্রোটন (৩৩নং প্রশ্ন দ্রষ্টব্য)। -
৫২২
হাইড্রোজেন পরমাণুর চতুর্থ কক্ষে ইলেকট্রনের বেগ দ্বিতীয় কক্ষের বেগের কত গুণ?
- ক 0.5
- খ 0.707
- গ 1.414
- ঘ 2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 0.5
বোর মডেলে ইলেকট্রনের বেগ v_(n) ∝ 1/n।
v₄/v₂ = 2/4 = 0.5
অর্থাৎ চতুর্থ কক্ষে বেগ দ্বিতীয় কক্ষের বেগের 0.5 গুণ। -
৫২৩
₂₉⁶⁴Cu নিউক্লিয়াসের ব্যাসার্ধ কত? [r₀ = 1.4 fm]
- ক 0.53 Å
- খ 13.6 Å
- গ 5.6 fm
- ঘ 56 fm
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 5.6 fm
এখানে,
ভর সংখ্যা, A = 64; r₀ = 1.4 fm
ব্যাসার্ধ, R =?
আমরা জানি,
R = r₀A^(1/3)
বা, R = 1.4 × (64)^(1/3) = 1.4 × 4
∴ R = 5.6 fm -
৫২৪
হাইড্রোজেনের n-তম কক্ষপথের ব্যাসার্ধের সমীকরণ নিচের কোনটি?
- ক r_(n) = n × 0.53 Å
- খ r_(n) = n² × 0.53 Å
- গ r_(n) = 1/n × 0.53 Å
- ঘ r_(n) = 1/n² × 0.53 Å
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) r_(n) = n² × 0.53 Å
বোর মডেল অনুসারে হাইড্রোজেন পরমাণুর n-তম কক্ষপথের ব্যাসার্ধ—
r_(n) = ε₀n²h²/πme² = n²r₁
যেখানে প্রথম বোর ব্যাসার্ধ r₁ = 0.53 Å। সুতরাং r_(n) = n² × 0.53 Å।
বিঃদ্রঃ বইয়ের উত্তরমালায় (ক) দেওয়া আছে, যা ভুল; ব্যাসার্ধ n-এর নয়, n²-এর সমানুপাতিক। -
৫২৫
আলফা কণা পরীক্ষা থেকে কোনটির অস্তিত্ব পাওয়া যায়?
- ক ইলেকট্রন
- খ নিউট্রিনো
- গ নিউট্রন
- ঘ নিউক্লিয়াস
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) নিউক্লিয়াস
রাদারফোর্ডের আলফা কণা বিক্ষেপণ পরীক্ষায় অল্প কিছু আলফা কণা বড় কোণে (এমনকি 180^(^°)-এর কাছাকাছি) বিক্ষিপ্ত হয়।
এ থেকে সিদ্ধান্ত নেওয়া হয় যে পরমাণুর সমস্ত ধনাত্মক আধান ও প্রায় সমস্ত ভর কেন্দ্রের একটি অতি ক্ষুদ্র অঞ্চলে কেন্দ্রীভূত—একেই নিউক্লিয়াস বলে। -
৫২৬
তেজস্ক্রিয় মৌলের অর্ধায়ু ও গড় আয়ুর মধ্যে সম্পর্ক হলো—
- ক সমান
- খ সমানুপাতিক
- গ ব্যস্তানুপাতিক
- ঘ বর্গের সমানুপাতিক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) সমানুপাতিক
T_(1/2) = 0.693 τ; এখানে 0.693 ধ্রুবক। তাই অর্ধায়ু গড় আয়ুর সমানুপাতিক (৭নং প্রশ্ন দ্রষ্টব্য)। -
৫২৭
অর্ধায়ু গড় আয়ুর কত গুণ?
- ক 0.396
- খ 0.693
- গ 0.963
- ঘ 1.443
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 0.693
আমরা জানি, T_(1/2) = 0.693/λ এবং τ = 1/λ।
(T_(1/2))/τ = 0.693
অর্থাৎ অর্ধায়ু গড় আয়ুর 0.693 গুণ (আর গড় আয়ু অর্ধায়ুর 1.443 গুণ)। -
৫২৮
তেজস্ক্রিয় বিকিরণের একখণ্ড রেডিয়ামের এক-পঞ্চমাংশে পরিণত হতে 5000 year সময় লাগে। রেডিয়াম খণ্ডটির ক্ষয় ধ্রুবক কত?
- ক 3.22 × 10⁻⁴ y⁻¹
- খ 2.80 × 10⁻⁴ y⁻¹
- গ 1.61 × 10⁻⁴ y⁻¹
- ঘ 1.12 × 10⁻⁴ y⁻¹
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 3.22 × 10⁻⁴ y⁻¹
এখানে,
সময়, t = 5000 y; N/N₀ = 1/5
ক্ষয় ধ্রুবক, λ =?
আমরা জানি,
N = N₀e^(−λt)
বা, λ = (1/t)ln(N₀/N) = (ln 5)/5000 = 1.6094/5000
∴ λ = 3.22 × 10⁻⁴ y⁻¹ -
৫২৯
রেডিয়ামের অর্ধায়ু 1600 বছর। 6400 বছর পরে প্রাথমিক পরিমাণের কত অংশ অক্ষত থাকবে?
- ক 1/4
- খ 1/8
- গ 1/16
- ঘ 1/32
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 1/16
এখানে,
অর্ধায়ু, T_(1/2) = 1600 বছর; সময়, t = 6400 বছর
অর্ধায়ুর সংখ্যা, n = 6400/1600 = 4
আমরা জানি,
N/N₀ = (1/2)ⁿ = (1/2)⁴
∴ N/N₀ = 1/16 -
৫৩০
একটি তেজস্ক্রিয় মৌল 2টি α কণা ও 3টি β কণা নিঃসরণ করে। নতুন মৌলের পারমাণবিক সংখ্যা (Z) ও ভরসংখ্যা (A) এর মান হবে —
- ক (A + 5), (Z − 1)
- খ (A − 5), (Z + 1)
- গ (A − 8), (Z − 1)
- ঘ (A − 8), (Z + 1)
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) (A − 8), (Z − 1)
প্রতিটি α নিঃসরণে A 4 ও Z 2 কমে; প্রতিটি β নিঃসরণে A অপরিবর্তিত, Z 1 বাড়ে।
নতুন ভরসংখ্যা = A − 2 × 4 = A − 8
নতুন পারমাণবিক সংখ্যা = Z − 2 × 2 + 3 × 1 = Z − 1 -
৫৩১
₁₃²⁷Al +₂⁴He → X +₀¹n বিক্রিয়ায় X মৌল নিচের কোনটি?
- ক ক্লোরিন
- খ ক্যালসিয়াম
- গ ফসফরাস
- ঘ ম্যাগনেসিয়াম
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) ফসফরাস
ধরি, X =_(Z)^(A)X।
ভর সংখ্যা: 27 + 4 = A + 1 ∴ A = 30
পারমাণবিক সংখ্যা: 13 + 2 = Z + 0 ∴ Z = 15
Z = 15 পারমাণবিক সংখ্যার মৌল ফসফরাস; সুতরাং X হলো ₁₅³⁰P (তেজস্ক্রিয় ফসফরাস)। ১৯৩৪ সালে আইরিন কুরি ও জোলিও এ বিক্রিয়ায় প্রথম কৃত্রিম তেজস্ক্রিয়তা আবিষ্কার করেন। -
৫৩২
কোনো তেজস্ক্রিয় মৌলের প্রাথমিক পরমাণুর সংখ্যা N0। কত সময় পর N সংখ্যক পরমাণু অবশিষ্ট থাকবে ?
- ক t = 1λln(NN0)
- খ t = λln(N0N)
- গ t = -1λln(NN0)
- ঘ t = λln(NN0)
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) t = -1λln(NN0)
N = N0e-λ t ⇒ NN0 = e-λ t ⇒ ln(NN0) = -λ t
∴ t = -1λln(NN0) [= 1λlnN0N] -
৫৩৩
বোর পরমাণু মডেল অনুসারে হাইড্রোজেন পরমাণুর n^(th) কক্ষে ইলেকট্রনটির মোট শক্তি ও বিভব শক্তির অনুপাত—
- ক 1: 8
- খ 1: 4
- গ 1: 2
- ঘ 2: 1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 1: 2
বোর মডেলে বিভব শক্তি U = − e²/4πε₀r এবং মোট শক্তি E = − e²/8πε₀r।
E/U = (−e²/(8πε₀r))/(−e²/(4πε₀r)) = 1/2
∴ E:U = 1:2 -
৫৩৪
কোন রশ্মিতে চার্জ থাকে না?
- ক α
- খ β
- গ γ
- ঘ None
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) γ
α-রশ্মি ধনাত্মক (+ 2e) ও β-রশ্মি ঋণাত্মক (− e) আধানযুক্ত কণার স্রোত।
γ-রশ্মি উচ্চ কম্পাঙ্কের তড়িচ্চুম্বকীয় তরঙ্গ (ফোটন), এতে কোনো আধান নেই; তাই তড়িৎ বা চৌম্বক ক্ষেত্রে এটি বিক্ষিপ্ত হয় না। -
৫৩৫
সূর্যের মধ্যে ফিউশন বিক্রিয়ায় হাইড্রোজেন থেকে কোনটি তৈরি হয় ?
- ক helium
- খ nitrogen
- গ oxygen
- ঘ neon
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) helium
সূর্যের কেন্দ্রে প্রায় 1.5 × 107 K তাপমাত্রায় চারটি হাইড্রোজেন নিউক্লিয়াস ফিউশন বিক্রিয়ায় মিলে একটি হিলিয়াম নিউক্লিয়াস তৈরি করে: 4 11H → 42He + 2e+ + 2ν + 26.7 MeV। -
৫৩৬
হাইড্রোজেন পরমাণুর আদি শক্তিস্তর ni থেকে চূড়ান্ত শক্তিস্তর nf-এ স্থানান্তরের ফলে নিম্নলিখিত কোনটির ক্ষেত্রে সর্বাধিক শক্তি নির্গত হয় ?
- ক ni = 80, nf = 2
- খ ni = 1, nf = 2
- গ ni = 3, nf = 90
- ঘ ni = 2, nf = 1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) ni = 2, nf = 1
শক্তি নির্গত হয় কেবল উচ্চ থেকে নিম্ন স্তরে গেলে; (খ) ও (গ)-তে শক্তি শোষিত হয়।
(ক) Δ E = 13.6(14 - 16400) ≈ 3.4 eV
(ঘ) Δ E = 13.6(1 - 14) = 10.2 eV
∴ ni = 2 → nf = 1 স্থানান্তরে সর্বাধিক শক্তি নির্গত হয়। -
৫৩৭
2 ঘন্টা পর কোনো তেজস্ক্রিয় পদার্থের 1/16 অংশ অবশিষ্ট থাকলে এর অর্ধায়ু কত?
- ক 35 min
- খ 28 min
- গ 25 min
- ঘ 30 min
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 30 min
(মূল বইয়ে অবশিষ্ট অংশের ভগ্নাংশটি মুদ্রণে বাদ পড়েছে; উত্তরমালা ও মূল প্রশ্ন অনুযায়ী তা 1/16।)
এখানে,
সময়, t = 2 h = 120 min; N/N₀ = 1/16
অর্ধায়ু, T_(1/2) =?
আমরা জানি,
N/N₀ = (1/2)^(t/(T_(1/2)))
বা, (1/2)⁴ = (1/2)^(120/(T_(1/2)))
বা, 120/(T_(1/2)) = 4
∴ T_(1/2) = 30 min -
৫৩৮
রেডিয়ামের অর্ধজীবন 1500 বছর। এর গড় জীবন কত বছর?
- ক 2304
- খ 2300
- গ 2294
- ঘ 2290
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 2294
আমরা জানি,
τ = (T_(1/2))/0.693
প্রদত্ত মান অনুযায়ী, τ = 1500/0.693 = 2164.5 বছর, যা কোনো অপশনের সাথে মেলে না।
রেডিয়ামের প্রকৃত অর্ধায়ু প্রায় 1590 বছর ধরলে, τ = 1590/0.693 = 2294 বছর, যা অপশন (গ)-এর সাথে মিলে যায়। তাই উত্তর (গ)।
বিঃদ্রঃ প্রশ্নে অর্ধায়ু 1500 বছরের স্থলে 1590 বছর হলে উত্তর মেলে; বইয়ের উত্তরমালাতেও (গ) দেওয়া আছে। -
৫৩৯
ট্রিটিয়ামের অর্ধায়ু 12.5 বছর। 50 বছর পর এক খণ্ড ট্রিটিয়ামের কত অংশ অবশিষ্ট থাকবে?
- ক 1/4
- খ 1/8
- গ 1/16
- ঘ 1/32
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 1/16
এখানে,
অর্ধায়ু, T_(1/2) = 12.5 বছর; সময়, t = 50 বছর
অর্ধায়ুর সংখ্যা, n = 50/12.5 = 4
আমরা জানি,
N/N₀ = (1/2)ⁿ = (1/2)⁴
∴ N/N₀ = 1/16
বিঃদ্রঃ বইয়ের উত্তরমালায় (ঘ) 1/32 দেওয়া আছে, যা ভুল; 50 বছরে 4টি অর্ধায়ু পার হয়, তাই অবশিষ্ট 1/16। -
৫৪০
এক খণ্ড রেডনের 70% ক্ষয় হতে কত সময় লাগবে? রেডয়ের অর্ধায়ু 3.85 দিন।
- ক 5.06 days
- খ 4.69 days
- গ 4.5 days
- ঘ 7.66 days
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ?)
এখানে,
অর্ধায়ু, T_(1/2) = 3.85 d
70% ক্ষয় হলে অবশিষ্ট, N/N₀ = 0.3
সময়, t =?
আমরা জানি,
N = N₀e^(−λt) এবং λ = 0.693/(T_(1/2))
বা, t = ((T_(1/2))/0.693)ln(N₀/N) = (3.85/0.693)ln(1/0.3)
বা, t = 5.556 × 1.204
∴ t = 6.69 days
পরমাণুর মডেল ও নিউক্লিয়ার পদার্থবিজ্ঞান নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।