তপন স্যার — পদার্থবিজ্ঞান প্রশ্ন ও সমাধান
তপন স্যার ভর্তি পরীক্ষার পদার্থবিজ্ঞান অংশ থেকে ২৫১৯টি প্রশ্ন, প্রতিটির সঠিক উত্তর আর পূর্ণ ব্যাখ্যাসহ।
২৫১৯ প্রশ্ন
পাতা ১১২/১২৬
সাল ধরে দেখো
-
২২২১
(i) তাড়িতচৌম্বক বিকিরণের দুটো প্রকৃতি — তরঙ্গ প্রকৃতি ও কণা প্রকৃতি
(ii) প্রত্যেক বস্তুর দ্বৈত প্রকৃতি রয়েছে — কণা প্রকৃতি ও তরঙ্গ প্রকৃতি
(iii) বস্তু তরঙ্গের তরঙ্গদৈর্ঘ্য λ = hmv
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) তাড়িতচৌম্বক বিকিরণ ব্যতিচার-অপবর্তনে তরঙ্গ এবং আলোক তড়িৎ ক্রিয়ায় কণা প্রকৃতি দেখায় — সঠিক।
(ii) দ্য ব্রগলির মতে প্রতিটি বস্তুকণারও দ্বৈত (কণা ও তরঙ্গ) প্রকৃতি রয়েছে — সঠিক।
(iii) বস্তু তরঙ্গের তরঙ্গদৈর্ঘ্য λ = hmv — সঠিক।
∴ i, ii ও iii সঠিক। -
২২২২
শূন্য ভর এবং E শক্তিবিশিষ্ট কণার ভরবেগ হলো —
- ক Ec
- খ Ec2
- গ √(Ec)
- ঘ Ec
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) Ec
E2 = p2c2 + m02c4; m0 = 0 হলে E = pc
∴ p = Ec -
২২২৩
একটি 10 eV ইলেকট্রনের De Broglie তরঙ্গদৈর্ঘ্য হবে —
- ক 1240 Å
- খ 1 Å
- গ 3.88 Å
- ঘ 0.55 Å
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 3.88 Å
10 eV গতিশক্তির ইলেকট্রন = 10 V বিভবে ত্বরিত ইলেকট্রন।
λ = 12.27√V Å = 12.27√(10) = 3.88 Å -
২২২৪
9.11 × 10-31 kg ভরবিশিষ্ট একটি ইলেকট্রন যদি 2.5 × 106 m s-1 বেগে চলে তাহলে এর ডি ব্রগলি তরঙ্গের তরঙ্গদৈর্ঘ্য কত হবে ?
- ক 2.9 × 10-4 m
- খ 2.4 × 10-8 m
- গ 2.9 × 10-10 m
- ঘ 2.4 × 10-39 m
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 2.9 × 10-10 m
λ = hmv = 6.63 × 10-349.11 × 10-31 × 2.5 × 106 = 6.63 × 10-342.2775 × 10-24
= 2.9 × 10-10 m -
২২২৫
ইলেকট্রনের সাথে সংঘর্ষের ফলে ফোটনের তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিবর্তনকে বলা হয় —
- ক দ্য ব্রগলির তরঙ্গ
- খ কম্পটনের প্রভাব
- গ হাইজেনবার্গের অনিশ্চয়তার নীতি
- ঘ কোয়ান্টাম তত্ত্ব
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) কম্পটনের প্রভাব
এক্স-রে বা গামা-রে ফোটন মুক্ত (বা দুর্বলভাবে আবদ্ধ) ইলেকট্রনের সাথে সংঘর্ষে বিক্ষিপ্ত হলে বিক্ষিপ্ত ফোটনের তরঙ্গদৈর্ঘ্য বেড়ে যায় — একে কম্পটনের প্রভাব (ক্রিয়া) বলে: Δλ = hm0c(1 - cosφ)। -
২২২৬
নিউট্রনের ভর ইলেকট্রনের ভরের 1840 গুণ। ইলেকট্রনের কম্পটন তরঙ্গদৈর্ঘ্য নিউট্রনের কম্পটন তরঙ্গদৈর্ঘ্যের কত গুণ হবে ?
- ক 11840
- খ 1920
- গ 1840
- ঘ 3680
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 1840
কম্পটন তরঙ্গদৈর্ঘ্য λc = hmc ⇒ λc ∝ 1m
∴ λc(e)λc(n) = mnme = 1840 -
২২২৭
একটি এক্স-রে ফোটনের প্রাথমিক কম্পাঙ্ক 3 × 1019 s-1। ফোটন একটি ইলেকট্রনের সাথে সংঘর্ষ করে 90° কোণে বিক্ষিপ্ত হয়। নতুন কম্পাঙ্ক কত ?
- ক 3 × 109 s-1
- খ 2.41 × 1019 s-1
- গ 2.4 × 1012 s-1
- ঘ 1.24 × 1011 s-1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 2.41 × 1019 s-1
λ = cf = 3 × 1083 × 1019 = 10-11 m
90°-এ কম্পটন সরণ Δλ = hm0c(1 - cos90°) = 2.43 × 10-12 m
λ' = 10-11 + 0.243 × 10-11 = 1.243 × 10-11 m
∴ f' = cλ' = 3 × 1081.243 × 10-11 = 2.41 × 1019 s-1 -
২২২৮
কম্পটন ক্রিয়া কোন তত্ত্বের সাহায্যে ব্যাখ্যা করা হয় ?
- ক কণা তত্ত্ব
- খ তরঙ্গ তত্ত্ব
- গ কোয়ান্টাম তত্ত্ব
- ঘ তড়িচ্চুম্বক তত্ত্ব
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) কোয়ান্টাম তত্ত্ব
কম্পটন ক্রিয়া ধ্রুপদী তরঙ্গ তত্ত্ব দিয়ে ব্যাখ্যা করা যায় না। কম্পটন কোয়ান্টাম তত্ত্ব প্রয়োগ করে ফোটনকে E = hf শক্তি ও p = hλ ভরবেগের কণা ধরে, ইলেকট্রনের সাথে স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষের মাধ্যমে এটি ব্যাখ্যা করেন। -
২২২৯
আইনস্টাইন নোবেল পুরস্কার পেয়েছেন কীসের ওপরে ?
- ক কম্পটন ক্রিয়া
- খ আলোক তড়িৎ ক্রিয়া
- গ ভরশক্তি রূপান্তরের সমীকরণ
- ঘ কাল দীর্ঘায়ন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) আলোক তড়িৎ ক্রিয়া
আইনস্টাইন ১৯২১ সালে আলোক তড়িৎ ক্রিয়ার ব্যাখ্যার জন্য (আলোর কোয়ান্টাম বা ফোটন ধারণা প্রয়োগ করে) পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার পান — আপেক্ষিক তত্ত্বের জন্য নয়। -
২২৩০
0.124 Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের এক রঙা এক্সরে একটি কার্বন ব্লক দ্বারা বিক্ষিপ্ত হয়। 180° তে এক্সরের বিক্ষিপ্ত বিকিরণের তরঙ্গদৈর্ঘ্যের মান কত ?
- ক 0.0484 Å
- খ 0.1724 Å
- গ 0.0756 Å
- ঘ 0.0242 Å
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 0.1724 Å
Δλ = hm0c(1 - cos180°) = 0.0243 Å × 2 = 0.0486 Å
∴ λ' = λ + Δλ = 0.124 + 0.0486 = 0.1726 Å ≈ 0.1724 Å -
২২৩১
হাইজেনবার্গের নীতি হলো —
(i) Δx Δp ≥ h2π (ii) Δp ΔE ≥ h2π (iii) ΔE Δt ≥ h2π
নিচের কোনটি সঠিক ?- ক i ও ii
- খ ii ও iii
- গ i ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) i ও iii
হাইজেনবার্গের অনিশ্চয়তা নীতি —
অবস্থান-ভরবেগ: Δ x Δ p ≥ h2π (i সঠিক)
শক্তি-সময়: Δ E Δ t ≥ h2π (iii সঠিক)
ভরবেগ ও শক্তি পরস্পর অনুবন্ধী (Conjugate) রাশি নয়, তাই (ii) ভুল।
∴ i ও iii সঠিক। -
২২৩২
হাইজেনবার্গের অনিশ্চয়তা নীতি অনুযায়ী অবস্থানের অনিশ্চয়তা শূন্য হলে ভরবেগের অনিশ্চয়তা কত হবে ?
- ক শূন্য
- খ অসীম
- গ সসীম
- ঘ h2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) অসীম
Δ x Δ p ≥ h2π ⇒ Δ p ≥ h2πΔ x
Δ x = 0 হলে Δ p → ∞। অর্থাৎ অবস্থান নিখুঁতভাবে জানা গেলে ভরবেগের অনিশ্চয়তা অসীম হবে। -
২২৩৩
রাদারফোর্ডের আলফা কণা পরীক্ষা থেকে কোনটির অস্তিত্ব পাওয়া যায় ?
- ক ইলেকট্রন
- খ নিউক্লিয়াস
- গ নিউট্রিনো
- ঘ নিউট্রন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) নিউক্লিয়াস
রাদারফোর্ডের আলফা কণা বিক্ষেপণ পরীক্ষায় অধিকাংশ আলফা কণা স্বর্ণপাত ভেদ করে সোজা চলে গেলেও অল্প কিছু কণা বড় কোণে, এমনকি পেছনের দিকে বিক্ষিপ্ত হয়। এ থেকে প্রমাণিত হয় যে পরমাণুর সমস্ত ধনাত্মক আধান ও প্রায় সমস্ত ভর কেন্দ্রের অতি ক্ষুদ্র একটি অঞ্চলে কেন্দ্রীভূত — যার নাম নিউক্লিয়াস। -
২২৩৪
বোরের স্বীকার্য অনুসারে অনুমোদিত কক্ষপথে ইলেকট্রনের কৌণিক ভরবেগ কত ?
- ক L = nh2π
- খ L = 2πnh
- গ L = 2π nh
- ঘ L = 2hπ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) L = nh2π
বোরের দ্বিতীয় স্বীকার্য (কোয়ান্টায়ন শর্ত): ইলেকট্রন কেবল সেসব কক্ষপথে ঘুরতে পারে যেখানে এর কৌণিক ভরবেগ h2π-এর পূর্ণসংখ্যার গুণিতক:
L = mvr = nh2π, যেখানে n = 1, 2, 3, … -
২২৩৫
রাদারফোর্ডের পরীক্ষায় ব্যবহৃত স্বর্ণপাতের পুরুত্ব কত ?
- ক 6 × 10-7 m
- খ 5 × 10-7 m
- গ 5 × 10-6 m
- ঘ 6 × 10-6 m
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 6 × 10-7 m
রাদারফোর্ড (গাইগার ও মার্সডেনের সহায়তায়) আলফা কণা বিক্ষেপণ পরীক্ষায় প্রায় 6 × 10-7 m পুরু অতি পাতলা স্বর্ণপাত ব্যবহার করেন, যাতে আলফা কণা মাত্র একবার একটি নিউক্লিয়াস দ্বারা বিক্ষিপ্ত হওয়ার সম্ভাবনা বেশি থাকে। -
২২৩৬
রাদারফোর্ডের মডেল অনুসারে নিচের কোন বক্তব্যটি সঠিক নয় ?
- ক পরমাণুর সমুদয় ভর এর কেন্দ্রে পুঞ্জীভূত
- খ সমুদয় ধনাত্মক চার্জ এর কেন্দ্রে পুঞ্জীভূত
- গ নিউক্লিয়াসের ব্যাসার্ধ 10-15 m এর পর্যায়ভুক্ত
- ঘ পরমাণুর অস্তিত্ব বাধাগ্রস্ত হবে না
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) পরমাণুর অস্তিত্ব বাধাগ্রস্ত হবে না
রাদারফোর্ডের মডেলে ভর ও ধনাত্মক আধান কেন্দ্রে পুঞ্জীভূত এবং নিউক্লিয়াসের ব্যাসার্ধ প্রায় 10-15 m — এগুলো সঠিক। কিন্তু ম্যাক্সওয়েলের তড়িৎচুম্বকীয় তত্ত্ব অনুযায়ী বৃত্তপথে ঘূর্ণায়মান (ত্বরিত) ইলেকট্রন অবিরত শক্তি বিকিরণ করে সর্পিল পথে নিউক্লিয়াসে পতিত হবে; ফলে পরমাণুর স্থায়িত্ব (অস্তিত্ব) বাধাগ্রস্ত হয় — এটিই এ মডেলের প্রধান ত্রুটি। তাই (ঘ) বক্তব্যটি সঠিক নয়। -
২২৩৭
ইলেকট্রন যখন উচ্চশক্তিস্তর থেকে নিম্নশক্তিস্তরে যায় তখন ইলেকট্রন কর্তৃক বিকিরিত শক্তি কী হবে ?
- ক hf = Eu - El
- খ hf = Eu + El
- গ hf = EuEl
- ঘ hf = ElEu
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) hf = Eu - El
বোরের তৃতীয় স্বীকার্য: ইলেকট্রন উচ্চ শক্তিস্তর Eu থেকে নিম্ন শক্তিস্তর El-এ গেলে শক্তির পার্থক্যের সমান শক্তির একটি ফোটন বিকিরিত হয়: hf = Eu - El। -
২২৩৮
একটি ইলেকট্রন যদি E2 শক্তিস্তর হতে E1 নিম্নশক্তিস্তরে গমন করে তাহলে বিকীর্ণ শক্তির তরঙ্গদৈর্ঘ্য জানা যাবে নিচের কোন সমীকরণের সাহায্যে ?
- ক λ = E2 - E1hc
- খ λ = hcE2 - hcE1
- গ λ = ch(E2 - E1)
- ঘ λ = hcE2 - E1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) λ = hcE2 - E1
hf = E2 - E1 এবং f = cλ
∴ hcλ = E2 - E1 ⇒ λ = hcE2 - E1 -
২২৩৯
5000 Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যবিশিষ্ট আলোকরশ্মি কোন ধরনের প্রক্রিয়ায় উৎপন্ন হতে পারে ?
- ক স্পন্দিত তড়িৎ প্রবাহ থেকে
- খ পরমাণুস্থ ইলেকট্রন স্থানান্তরের ফলে
- গ হাইড্রোজেন পরমাণু ফিউশন থেকে
- ঘ নিউক্লিয়াসের অভ্যন্তরীণ স্থানান্তর থেকে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) পরমাণুস্থ ইলেকট্রন স্থানান্তরের ফলে
5000 Å (500 nm) তরঙ্গদৈর্ঘ্য দৃশ্যমান আলোর পাল্লায় পড়ে; এর ফোটন শক্তি E = hcλ ≈ 2.5 eV, যা পরমাণুর বাইরের ইলেকট্রনের শক্তিস্তরগুলোর পার্থক্যের ক্রমের। তাই এ আলো পরমাণুস্থ ইলেকট্রনের উচ্চ থেকে নিম্ন শক্তিস্তরে স্থানান্তরের ফলে উৎপন্ন হয়। (নিউক্লীয় স্থানান্তর বা ফিউশনে MeV ক্রমের গামা রশ্মি এবং স্পন্দিত প্রবাহে রেডিও তরঙ্গ সৃষ্টি হয়।) -
২২৪০
হাইড্রোজেন পরমাণুর প্রথম বোর কক্ষের শক্তি -13.6 eV হলে এর দ্বিতীয় কক্ষের শক্তি কত ?
- ক -6.8 eV
- খ -3.4 eV
- গ -27.2 eV
- ঘ -4.7 eV
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) -3.4 eV
En = -13.6n2 eV
∴ E2 = -13.622 = -13.64 = -3.4 eV
তপন স্যার ধাঁচে পরীক্ষা দাও
এই প্রতিষ্ঠানের প্রশ্ন দিয়েই এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।