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 ৫/৩৪
-
৮১
নিউক্লিয়াসের ভেতরে ইলেকট্রন থাকতে পারে না কেন?
- ক ইলেকট্রন খুব ভারী বলে
- খ ইলেকট্রন ধনাত্মক বলে
- গ অনিশ্চয়তা নীতি অনুযায়ী তার শক্তি এত বেশি হতো যে সে নিউক্লিয়াসে আবদ্ধ থাকতে পারত না
- ঘ ইলেকট্রনের আকার খুব বড় বলে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) অনিশ্চয়তা নীতি অনুযায়ী তার শক্তি এত বেশি হতো যে সে নিউক্লিয়াসে আবদ্ধ থাকতে পারত না
নিউক্লিয়াসের আকারে (10⁻¹⁵ m) আবদ্ধ থাকলে অনিশ্চয়তা নীতি অনুযায়ী ইলেকট্রনের শক্তি হতো প্রায় শত MeV।
নিউক্লিয়াসের বন্ধন শক্তি তার চেয়ে অনেক কম, তাই ইলেকট্রন সেখানে আবদ্ধ থাকতে পারে না। β-ক্ষয়ে যে ইলেকট্রন বেরোয়, তা ক্ষয়ের মুহূর্তেই তৈরি হয়। -
৮২
একটি মৌলের রাসায়নিক পরিচয় কী দিয়ে নির্ধারিত হয়?
- ক ভর সংখ্যা A
- খ পারমাণবিক সংখ্যা Z
- গ নিউট্রন সংখ্যা N
- ঘ নিউক্লিয়াসের ভর
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) পারমাণবিক সংখ্যা Z
রাসায়নিক ধর্ম নির্ভর করে ইলেকট্রন বিন্যাসের ওপর, আর নিরপেক্ষ পরমাণুতে ইলেকট্রন সংখ্যা = Z।
তাই Z বদলালেই মৌল বদলায়, কিন্তু N বদলালে শুধু আইসোটোপ হয় — মৌল একই থাকে। -
৮৩
মুক্ত নিউট্রন সম্পর্কে কোনটি সঠিক?
- ক এটি সম্পূর্ণ স্থায়ী
- খ এটি সাথে সাথেই ধ্বংস হয়
- গ এটি ফোটনে রূপান্তরিত হয়
- ঘ এটি অস্থায়ী, প্রায় ১৫ মিনিটে প্রোটন-ইলেকট্রন-অ্যান্টিনিউট্রিনোতে ক্ষয় হয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) এটি অস্থায়ী, প্রায় ১৫ মিনিটে প্রোটন-ইলেকট্রন-অ্যান্টিনিউট্রিনোতে ক্ষয় হয়
নিউক্লিয়াসের বাইরে মুক্ত নিউট্রন অস্থায়ী — গড় আয়ু প্রায় ১৫ মিনিট।
সে ক্ষয় হয়ে প্রোটন, ইলেকট্রন ও অ্যান্টিনিউট্রিনো দেয়। কিন্তু স্থিতিশীল নিউক্লিয়াসের ভেতরে সে অনির্দিষ্টকাল টিকে থাকে। -
৮৪
হালকা স্থিতিশীল নিউক্লিয়াসে N ও Z-এর সম্পর্ক কেমন?
- ক N অনেক বেশি
- খ প্রায় সমান
- গ Z অনেক বেশি
- ঘ N শূন্য
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) প্রায় সমান
হালকা মৌলে (Z < 20) স্থিতিশীলতার জন্য N ≈ Z — যেমন ¹²C-এ 6টি করে।
ভারী মৌলে প্রোটনের পারস্পরিক কুলম্ব বিকর্ষণ সামলাতে বাড়তি নিউট্রন লাগে, তাই সেখানে NZ প্রায় 1.5 পর্যন্ত ওঠে। -
৮৫
হাইড্রোজেনের তিনটি আইসোটোপের নাম কী?
- ক প্রোটিয়াম, ডিউটেরিয়াম, ট্রাইটিয়াম
- খ হিলিয়াম, ডিউটেরিয়াম, ট্রাইটিয়াম
- গ প্রোটন, নিউট্রন, ইলেকট্রন
- ঘ আলফা, বিটা, গামা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) প্রোটিয়াম, ডিউটেরিয়াম, ট্রাইটিয়াম
প্রোটিয়াম (¹H, নিউট্রন নেই), ডিউটেরিয়াম (²H, 1 নিউট্রন) ও ট্রাইটিয়াম (³H, 2 নিউট্রন)।
তিনটিরই Z = 1। ট্রাইটিয়াম তেজস্ক্রিয়, বাকি দুইটি স্থিতিশীল। -
৮৬
আইসোটোপগুলোর রাসায়নিক ধর্ম প্রায় একই হয় কেন?
- ক তাদের ভর একই
- খ তাদের নিউট্রন সংখ্যা একই
- গ তাদের ইলেকট্রন সংখ্যা ও বিন্যাস একই
- ঘ তাদের নিউক্লিয়াস একই
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) তাদের ইলেকট্রন সংখ্যা ও বিন্যাস একই
রাসায়নিক বিক্রিয়ায় অংশ নেয় বাইরের ইলেকট্রন, আর আইসোটোপে Z এক হওয়ায় ইলেকট্রন বিন্যাসও এক।
নিউট্রনের পার্থক্য শুধু ভৌত ধর্মে (ভর, ঘনত্ব, ব্যাপন হার) প্রভাব ফেলে — ইউরেনিয়াম সমৃদ্ধকরণে এই পার্থক্যই কাজে লাগে। -
৮৭
¹⁴C ও ¹⁴N — এই দুইটি নিউক্লিয়াস পরস্পরের কী?
- ক আইসোটোপ
- খ আইসোবার
- গ আইসোটোন
- ঘ আইসোমার
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) আইসোবার
দুইটিরই ভর সংখ্যা A = 14, কিন্তু Z যথাক্রমে 6 ও 7 — ভিন্ন মৌল।
একই A, ভিন্ন Z মানেই আইসোবার। -
৮৮
নিউক্লিয়াসের আধান কত?
- ক Ze
- খ Ae
- গ Ne
- ঘ শূন্য
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) Ze
নিউক্লিয়াসে Z সংখ্যক প্রোটন আছে, প্রতিটির আধান e; নিউট্রন আধানহীন।
তাই মোট আধান +Ze। এই আধানই α-কণাকে বিকর্ষণ করে এবং ইলেকট্রনকে আকর্ষণ করে ধরে রাখে। -
৮৯
²³⁸U ও ²³⁵U পরস্পরের কী?
- ক আইসোবার
- খ আইসোটোপ
- গ আইসোটোন
- ঘ আইসোমার
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) আইসোটোপ
দুইটিরই Z = 92, শুধু ভর সংখ্যা ভিন্ন (238 ও 235) — অর্থাৎ আইসোটোপ।
রাসায়নিকভাবে এরা অভিন্ন, কিন্তু ²³⁵U ধীর নিউট্রনে বিভাজিত হয় আর ²³⁸U হয় না — এজন্যই সমৃদ্ধকরণ দরকার হয়। -
৯০
নিউক্লিয়াসের ভর ত্রুটি Δm কীভাবে হিসাব করা হয়?
- ক Δm = (Zmp + Nmn) − M
- খ Δm = M − (Zmp + Nmn)
- গ Δm = Zmp − Nmn
- ঘ Δm = M − A
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) Δm = (Zmp + Nmn) − M
উপাদান নিউক্লিয়নগুলোর মোট ভর থেকে নিউক্লিয়াসের প্রকৃত ভর বাদ দিলেই ভর ত্রুটি:
Δm = (Zmp + Nmn) − M
এই মান সবসময় ধনাত্মক, কারণ বাঁধা নিউক্লিয়াস সবসময় হালকা। -
৯১
প্রতি নিউক্লিয়নে বন্ধন শক্তি (binding energy per nucleon) কী নির্দেশ করে?
- ক নিউক্লিয়াসের স্থিতিশীলতা
- খ নিউক্লিয়াসের আকার
- গ নিউক্লিয়াসের আধান
- ঘ নিউক্লিয়াসের অর্ধায়ু
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) নিউক্লিয়াসের স্থিতিশীলতা
BE/A যত বেশি, নিউক্লিয়ন তত শক্তভাবে বাঁধা — অর্থাৎ নিউক্লিয়াস তত স্থিতিশীল।
মোট বন্ধন শক্তি নয়, প্রতি নিউক্লিয়নের মানই স্থিতিশীলতার সঠিক মাপকাঠি। -
৯২
প্রতি নিউক্লিয়নে বন্ধন শক্তি কোন মৌলের কাছে সর্বোচ্চ?
- ক হাইড্রোজেন
- খ ইউরেনিয়াম
- গ লোহা (Fe-56)
- ঘ হিলিয়াম
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) লোহা (Fe-56)
BE/A লেখচিত্রের শীর্ষবিন্দু লোহার (Fe-56) কাছে, প্রায় 8.8 MeV।
এজন্যই লোহা সবচেয়ে স্থিতিশীল নিউক্লিয়াস এবং নক্ষত্রের ভেতরে সংযোজন লোহা পর্যন্ত গিয়েই থেমে যায়। -
৯৩
BE/A লেখচিত্র থেকে বিভাজন ও সংযোজন সম্পর্কে কী বোঝা যায়?
- ক ভারী নিউক্লিয়াস ভাঙলে ও হালকা নিউক্লিয়াস জোড়া লাগলে শক্তি মুক্ত হয়
- খ শুধু ভারী নিউক্লিয়াস জোড়া লাগলে শক্তি মেলে
- গ শুধু হালকা নিউক্লিয়াস ভাঙলে শক্তি মেলে
- ঘ কোনো ক্ষেত্রেই শক্তি মেলে না
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) ভারী নিউক্লিয়াস ভাঙলে ও হালকা নিউক্লিয়াস জোড়া লাগলে শক্তি মুক্ত হয়
দুই ক্ষেত্রেই বিক্রিয়ার ফল শীর্ষবিন্দুর (লোহার) দিকে এগোয়, অর্থাৎ BE/A বাড়ে।
বাড়তি বন্ধন শক্তিই মুক্ত শক্তি হিসেবে বেরিয়ে আসে — তাই ভারীতে বিভাজন ও হালকায় সংযোজন শক্তি দেয়। -
৯৪
হাইড্রোজেন (¹H) নিউক্লিয়াসের বন্ধন শক্তি কত?
- ক 2.2 MeV
- খ 8.8 MeV
- গ শূন্য
- ঘ 13.6 eV
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) শূন্য
¹H নিউক্লিয়াসে একটিমাত্র প্রোটন — বাঁধার মতো দ্বিতীয় কোনো নিউক্লিয়নই নেই।
তাই বন্ধন শক্তি শূন্য। (13.6 eV হলো ইলেকট্রনের আয়নীকরণ শক্তি, নিউক্লিয় বন্ধন শক্তি নয়।) -
৯৫
অতি হালকা নিউক্লিয়াসে (যেমন ডিউটেরন) BE/A কম হয় কেন?
- ক নিউক্লিয়ন কম বলে প্রতিটির প্রতিবেশীও কম
- খ কুলম্ব বিকর্ষণ খুব বেশি বলে
- গ নিউট্রন নেই বলে
- ঘ এরা তেজস্ক্রিয় বলে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) নিউক্লিয়ন কম বলে প্রতিটির প্রতিবেশীও কম
নিউক্লিয় বল অতি স্বল্প পাল্লার, তাই প্রতিটি নিউক্লিয়ন কেবল নিকট প্রতিবেশীদের সাথেই বাঁধা পড়ে।
নিউক্লিয়ন কম হলে প্রতিটির প্রতিবেশীও কম, তাই গড় বন্ধন কম। ডিউটেরনের BE/A মাত্র 1.1 MeV। -
৯৬
খুব ভারী নিউক্লিয়াসে BE/A কমে যায় কেন?
- ক নিউট্রন কমে যায়
- খ নিউক্লিয়াস ছোট হয়ে যায়
- গ ইলেকট্রন বেড়ে যায়
- ঘ প্রোটনের মধ্যে কুলম্ব বিকর্ষণ বেড়ে যায়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) প্রোটনের মধ্যে কুলম্ব বিকর্ষণ বেড়ে যায়
কুলম্ব বিকর্ষণ দীর্ঘ পাল্লার — প্রতিটি প্রোটন বাকি সব প্রোটনকে ঠেলে।
Z বাড়লে এই বিকর্ষণ দ্রুত বাড়ে ও বন্ধন দুর্বল করে দেয়, তাই লোহার পরে BE/A ক্রমশ কমতে থাকে — এজন্যই ভারী মৌল বিভাজিত হতে চায়। -
৯৭
দুইটি নিউক্লিয়াসের মধ্যে কোনটি বেশি স্থিতিশীল?
- ক যার মোট বন্ধন শক্তি বেশি
- খ যার ভর সংখ্যা বেশি
- গ যার আধান বেশি
- ঘ যার প্রতি নিউক্লিয়নে বন্ধন শক্তি বেশি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) যার প্রতি নিউক্লিয়নে বন্ধন শক্তি বেশি
স্থিতিশীলতার সঠিক মাপকাঠি BE/A, মোট বন্ধন শক্তি নয়।
ইউরেনিয়ামের মোট বন্ধন শক্তি লোহার চেয়ে অনেক বেশি, তবু লোহাই বেশি স্থিতিশীল — কারণ তার BE/A বড়। -
৯৮
হিলিয়াম (⁴He) নিউক্লিয়াস অস্বাভাবিক স্থিতিশীল কেন?
- ক এতে প্রোটন ও নিউট্রন দুইটিই জোড়ায় জোড়ায় পূর্ণ খোলস তৈরি করে
- খ এতে নিউট্রন নেই
- গ এর ভর সবচেয়ে কম
- ঘ এটি তেজস্ক্রিয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) এতে প্রোটন ও নিউট্রন দুইটিই জোড়ায় জোড়ায় পূর্ণ খোলস তৈরি করে
⁴He-এ 2টি প্রোটন ও 2টি নিউট্রন — দুইটিই জোড় সংখ্যা এবং পূর্ণ নিউক্লিয় খোলস তৈরি করে।
তাই এর BE/A প্রায় 7 MeV, প্রতিবেশী হালকা মৌলের চেয়ে অনেক বেশি। এ কারণেই α-কণা হিসেবে সে গোটা একক হয়ে নিউক্লিয়াস থেকে বেরিয়ে আসে। -
৯৯
²³⁵U নিউক্লিয়াসে (Z = 92) কতটি নিউট্রন আছে?
- ক 92টি
- খ 235টি
- গ 143টি
- ঘ 327টি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 143টি
N = A − Z = 235 − 92
= 143টি। -
১০০
⁵⁶Fe নিউক্লিয়াসে (Z = 26) প্রোটন ও নিউট্রন সংখ্যা যথাক্রমে কত?
- ক 30 ও 26
- খ 26 ও 56
- গ 56 ও 26
- ঘ 26 ও 30
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 26 ও 30
প্রোটন = Z = 26
নিউট্রন = 56 − 26 = 30
উত্তর: 26 ও 30।
পরমাণুর মডেল ও নিউক্লিয়ার পদার্থবিজ্ঞান নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।